2月14日，納米材料（Nano Mater）期刊發(fā)布美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)推薦的一項(xiàng)加州大學(xué)圣克魯斯分校研究人員的研究成果。他們開(kāi)發(fā)一種易于生產(chǎn)的鎵和鋁復(fù)合材料會(huì)產(chǎn)生鋁納米顆粒并在室溫下與水快速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫氣，很有商業(yè)化潛力。

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

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

自1970年代以來(lái)，人們就知道鋁和鎵與水的反應(yīng)，網(wǎng)上很容易找到有關(guān)它的視頻。它之所以起作用，是因?yàn)殒壥且环N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(xiàng)新研究包括一些可能導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用的創(chuàng)新和新發(fā)現(xiàn)。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(fù)雜的合金。但本次研究發(fā)現(xiàn)，富含鎵的復(fù)合材料會(huì)增加氫氣的產(chǎn)量。事實(shí)上，氫氣的產(chǎn)生速度出乎意料地高，研究人員認(rèn)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(xiàn)衍射，研究人員展示了鋁納米粒子在 3:1 的鎵-鋁復(fù)合材料中的形成，他們發(fā)現(xiàn)這是制氫的最佳比例。在這種富含鎵的復(fù)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(huì)產(chǎn)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(fù)合材料可以用容易獲得的鋁源制成，包括用過(guò)的鋁箔或罐頭，復(fù)合材料可以通過(guò)用環(huán)己烷覆蓋以防受潮長(zhǎng)期儲(chǔ)存。雖然鎵并不豐富且相對(duì)昂貴，但它可以多次回收和重復(fù)使用。

編譯 YUXI

本文為粉體圈原創(chuàng)作品，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載，也不得歪曲、篡改或復(fù)制本文內(nèi)容，否則本公司將依法追究法律責(zé)任。