2月14日，納米材料（Nano Mater）期刊發布美國化學學會推薦的一項加州大學圣克魯斯分校研究人員的研究成果。他們開發一種易于生產的鎵和鋁復合材料會產生鋁納米顆粒并在室溫下與水快速反應，產生大量氫氣，很有商業化潛力。

論文地址：https://doi.org/10.1021/acsanm.1c04331

由于鋁會與空氣反應形成致密的氧化鋁涂層而阻止其進一步反應，通常無法用于商業制氫。加州大學圣克魯茲分校的研究人員進行的一項新研究表明，一種易于生產的鎵和鋁復合材料會產生鋁納米顆粒，該納米顆粒在室溫下與水快速反應，產生大量氫氣。鎵在反應后很容易回收再利用，這產生了理論上可以從復合材料中所有鋁的反應產生的氫氣的90%。

自1970年代以來，人們就知道鋁和鎵與水的反應，網上很容易找到有關它的視頻。它之所以起作用，是因為鎵是一種略高于室溫的液體，它去除了鈍化的氧化鋁涂層，使鋁與水直接接觸。然而，這項新研究包括一些可能導致實際應用的創新和新發現。以前的研究主要使用鋁和鎵的富鋁混合物，或者在某些情況下使用更復雜的合金。但本次研究發現，富含鎵的復合材料會增加氫氣的產量。事實上，氫氣的產生速度出乎意料地高，研究人員認為這種富含鎵的合金一定有一些根本性的不同。

使用掃描電子顯微鏡和 X 射線衍射，研究人員展示了鋁納米粒子在 3:1 的鎵-鋁復合材料中的形成，他們發現這是制氫的最佳比例。在這種富含鎵的復合材料中，鎵既可以溶解氧化鋁涂層，也可以將鋁分離成納米顆粒。“我們的方法使用了少量的鋁，這確保了它作為離散納米粒子全部溶解到大部分鎵中，這會產生更多的氫氣，與基于鋁量的理論值相比幾乎完全。這也使鎵的回收更容易再利用。” 復合材料可以用容易獲得的鋁源制成，包括用過的鋁箔或罐頭，復合材料可以通過用環己烷覆蓋以防受潮長期儲存。雖然鎵并不豐富且相對昂貴，但它可以多次回收和重復使用。

編譯 YUXI

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