@ 2015.08.23 , 17:34
33

一块能够催化水产生氢的布

[-]

电解水是比较原始的制氢方法,氢气也是十分清洁的燃料之一,现代化学多采用光催化分解氢的工艺,不同的是采用的催化剂都是各种钛化合物,这种催化剂的成本是十分昂贵的,并且在水中很难保持稳定性。来自新加坡和台湾的一个联合团队已经开发出一种廉价的涂层,通过在纺织材料上涂抹这种低成本的催化剂,就能够进行反应生成氢气,将这种纺织物放入水中,甚至海水中都能够发生反应生成氢气。相关的研究结果发表在本月21号的《Science Advances》杂志上。

[-]

虽然用于催化产生氢气的最佳材料是铂,但是成本确十分昂贵和稀缺,比如有很多被戴在了女性的手上和身上。这就大大的限制了大规模的氢气生产。相反,研究人员开始使用硫化钼作催化剂,而地球上这两种元素的的储备分别是铂的100000和300倍。

一百克的纯钼的成本约为44美元,而今天100g铂的浮动价格约为3211.86,美元。来自南洋理工的材料学家Bin Liu描述材料的成本价格时说到。

[-]

通常,二硫化钼并不适合用于催化产生氢气,最新的研究表明,二硫化钼的平面催化活性并不高,但是他的“边缘”的活性却极高。

研究人员尝试将这种材料合成到碳纤维布料上,一是起支撑作用,另外还能增强材料的灵活性,并保证物理和化学上的稳定性。此外,碳纤维还具有良好的导电性,有助于在生成氢气反应时通过加入微弱电流提高反应的量。

通常,氢催化反应时需要酸性溶液来释放质子,也就是常规的氢催化需要酸性溶液环境。而是用这种纺织物进行反应时只需要普通的水就能反应了,不过还需要200毫伏(millivolts)的电流,在海水条件下也能够成功反应。

[-]

这种催化剂的反应效率差不多和目前的其他方案相差无几,但是如果考虑到持久性,这种新型的材料在水中反应1小时之后,稳定性要比铂催化剂高出6倍。

Liu还指出,非贵金属催化剂的氢气产生效率要比贵金属催化剂更高,这使得二硫化钼已经被广泛的用于工业生产,除了制氢,还被用于润滑油和石油的炼制,相关的工艺可以用于大规模生产。所以,这种材料也被认为是潜在的可以用于大规模制氢的备选催化剂之一。这种材料的灵活性以及机械强度使得它能够比较方便的集成到现有的氢发生器中,用于生产。

他们还指出,除了生产出的氢气,别忘了还有氧气,所以他们还要研制能够在普通水环境中生产氧气的高效催化剂。另外,他们希望通过更改编织物的结构来提高接触面积,以及尝试其他的元素来进一步提高反应效率。

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.6
赞一个 (10)

TOTAL COMMENTS: 33+1

  1. 撸啊撸
    @2 years ago
    2908485

    好!支持!威武!有希望了!

    [13] XX [0] 回复 [0]
  2. 2908493

    我比较好奇生产的能量来自哪里,通电让我有一种很不好的感觉

  3. ReVanTis
    @2 years ago
    2908502

    然后站在别人身后点把火

  4. 年年
    @2 years ago
    2908504

    @: 没让你穿身上啊……

  5. 暖怀
    @2 years ago
    2908510

    催化水分解产生氢气吗,看样子不像,后面提到了不能同时产生氧气。

  6. 2908518

    轻微爆鸣声

  7. 科比死毒瘤
    @2 years ago
    2908525

    我还说我们身体能产生剧毒物质——屁呢

  8. 元素
    @2 years ago
    2908555

    生产氢不是难事,氢元素这么多,难的是存储技术啊。

  9. blacker
    @2 years ago
    2908557

    在努力点可以发展成新型救生衣

  10. 河马
    @2 years ago
    2908594

    中心化学就学过催化剂的定义:本身不参与化学反应,能加快化学反应的速度。水分解成氢氧元素的速度重来就不是问题,能量的来源才是问题。希望小编提高科学素养,不要总是贴这种伪科学的玩意

    [4] XX [25] 回复 [0]
  11. 2908598

    @:
    来自于光。以前用TiO2,只是波段窄,后来改用其它的,研究僧时研究的就是这玩意。

  12. fkdspojk
    @2 years ago
    2908624

    http://jandan.net/2015/08/23/carbon-fiber-cloth.html

  13. 沉默的牛咩
    @2 years ago
    2908625

    人体自燃的原因终于找到了

  14. lookhere
    @2 years ago
    2908638

    @河马: 一张手去轻轻模你的头,呃呵呵呵呵嗯…..

  15. nanerhebu
    @2 years ago
    2908672

    @: 文中说了要加电流……

  16. MouseBat
    @2 years ago
    2908687

    @: 可以用太阳能发电,下面是水池,直接产生氢气。

  17. 哈哈
    @2 years ago
    2908882

    可是。。
    一团材料中 能照到光的部分是非常有限的。。

  18. 蒸烧饼
    @2 years ago
    2908920

    没人担心么?这个催化剂如果不小心扔进海里。。。大海慢慢全部分解。。。氢气逃逸出外太空。。。

  19. 邻家怪蜀黍
    @2 years ago
    2908954

    @河马: 那是因为你的认知局限还 困在初中化学这种跟10多岁孩子们科普的层面上,多读点书没坏处

  20. 邻家怪蜀黍
    @2 years ago
    2908955

    @哈哈: 漫反射

  21. zhaohy_001
    @2 years ago
    2909061

    科研狗表示天天看这样的文章已经吐了…HER大部分情况下就只是个骗骗经费的渣渣…

  22. 河马
    @2 years ago
    2909167

    @邻家怪蜀黍: 说的好像你能颠覆中学化学似的,怎么还不去那诺贝尔奖啊,文科生?

  23. 河马
    @2 years ago
    2909192

    @zhaohy_001: 对文科生小编来说热力学三定律算个屁,那是十多岁孩子在中学学的东西,三十岁的文科生动动嘴就可以否定了,哈

  24. oooxxx
    @2 years ago
    2909318

    @河马: 请看本文第一句话,中学化学很好的你,我相信你一定是看漏了,不是没看懂:电解水是比较原始的制氢方法,氢气也是十分清洁的燃料之一,现代化学多采用光催化分解氢的工艺,不同的是采用的催化剂都是各种钛化合物,这种催化剂的成本是十分昂贵的,并且在水中很难保持稳定性。

  25. 2909438

    @河马: 有意思,你装了半天,没看到一句能体现你科学素养的发言,倒是文章开头的背景介绍你好像一句也没看。

  26. 河马
    @2 years ago
    2909440

    @oooxxx: 所以第一句话就是胡说八道,现代工业制氢从没有什么光催化分解水,热力学第一定律轻易证明靠阳光能量分解水制氢产量还不够付房租的

  27. 九耳
    @2 years ago
    2909441

    虽然用于催化产生氢气的最佳材料是铂,但是成本确十分昂贵和稀缺,比如有很多被戴在了女性的手上和身上。
    这是什么鬼啊

  28. 吴知
    @2 years ago
    2909448

    虽然不知道实用性具体是多高,但是看起来好像蛮厉害的?

  29. 2909449

    顺带贴一点背景介绍:

    太阳能直接光催化制氢。
    由于地球水资源和太阳能的丰富性,该方法是最具吸引力的制氢途径。它通过半导体电极所组成的电化学电解槽利用光解水的方法把光能转化成氢气和氧气。但该法的光电转化效率较低只有20%~30%,其中研制高效的可见光催化剂和构建稳定的光催化反应体系是急需解决的两大问题。太阳能制氢技术相对于电解水制氢成本低能耗少,反应温和可实现工业化,但作为热源获得的太阳能热聚焦装置的造价高,效率较低,反应物和最终产物的分离有一定的难度,且有的对容器、管道等设备有一定的腐蚀。

    发论文骗经费是一个档次,靠初中理化知识装逼就是另一个档次了。

  30. 河马
    @2 years ago
    2909492

    @ervin: 央视我爱发明即视感。民科你好,民科再会。

  31. oooxxx
    @2 years ago
    2909495

    @河马: 热力学第一定律是能量守恒,请问阳光要收费吗?

  32. 九耳
    @2 years ago
    2909511

    @河马:
    高数:看到这个式子了吧,觉不觉得眼熟,就是你们高考的时候花了大半页纸推到出来的结论.现在用这个式子对这个xx计算,给这个xx求收敛,然后这个二阶导,然后balabala..
    高物:看到这个式子了么,就是你们以前学的定律啦,不过这个适用的范围很小,我们把限制条件去掉,然后这里引入xx参数,这里加上一个xx常量.然后我们来个积分,然后balabal..
    高化:我们也没啥公式,这个是你们以前学的理论啦,不过我们现在有更cool更好玩的理论,以前的理论都out啦,你说现在这个理论解释不了这个问题?没问题,我们有另外一个也很cool的理论专门解释这个问题的..

  33. zhaohy
    @2 years ago
    2909800

    额…科研狗继续表示…虽然效率不高骗经费…但是光解水制氢是可行的。靠的是半导体的光生电子…

发表评论


24H最赞