英國薩里大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種無金屬催化劑，可以促進具有成本效益和可持續(xù)的制氫技術(shù)

這項研究顯示了使用邊緣位點結(jié)構(gòu)的納米碳作為無金屬催化劑直接將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣的方法大有成功希望

說到儲存甲烷氫是一個不錯的選擇，大自然在數(shù)億年前就已經(jīng)想出了這個辦法

據(jù)油價網(wǎng)2023年2月15日報道，英國薩里大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一種無金屬催化劑可以有助于發(fā)展具有成本效益和可持續(xù)的制氫技術(shù)。

薩里大學(xué)科學(xué)家們的題為“使用第一原理微動力學(xué)模型揭示邊緣位點結(jié)構(gòu)的納米碳在甲烷制氫中的性能”研究報告已發(fā)表在美國工程技術(shù)-材料科學(xué)類頂級期刊《Applied Materials & Interfaces》上。

這項研究顯示，利用邊緣位點結(jié)構(gòu)的納米碳作為無金屬催化劑，直接將甲烷(甲烷也是一種強大的溫室氣體)轉(zhuǎn)化為氫氣，取得了令人鼓舞的結(jié)果。在研究的納米碳中，氮摻雜納米碳在高溫下表現(xiàn)出最高水平的產(chǎn)氫性能。

至關(guān)重要的是，薩里大學(xué)的研究人員還發(fā)現(xiàn)，氮摻雜和磷摻雜的納米碳具有很強的抗碳中毒能力，這是催化劑在這一過程中的常見問題。

執(zhí)行材料科學(xué)模擬的研究員Neubi Xavier Jr博士說：“我們的研究結(jié)果表明，使用邊緣位點結(jié)構(gòu)的納米碳作為催化劑可能會改變氫氣工業(yè)的游戲規(guī)則，為傳統(tǒng)金屬催化劑提供一種具有成本效益和可持續(xù)的替代品。與此同時，這個過程可以去除甲烷，甲烷是導(dǎo)致全球氣候變暖的化石燃料。”

氫燃料是一種清潔的可再生能源，有可能減少碳排放，減少人們對化石燃料的依賴。當用作燃料時，氫氣可以為汽車提供動力，發(fā)電，為建筑物供暖。氫燃料的唯一副產(chǎn)品是水蒸氣，使其成為傳統(tǒng)化石燃料的環(huán)保替代品。

然而，氫燃料的生產(chǎn)目前依賴于化石燃料和金屬催化劑，化石燃料在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生碳排放，而金屬催化劑的開采和制造是能源密集型的，會對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。因此，開發(fā)可持續(xù)的制氫方法和催化材料對于充分發(fā)揮氫燃料作為清潔能源的潛力至關(guān)重要。

這項研究是由薩里大學(xué)的馬可·薩基博士領(lǐng)導(dǎo)的團隊進行的，薩基博士是可持續(xù)能源和計算化學(xué)領(lǐng)域的專家，他結(jié)合了量子化學(xué)、熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)，確定了(納米碳)最有效的產(chǎn)氫邊緣位點。

薩基博士說：“氫氣生產(chǎn)催化劑的最大挑戰(zhàn)之一是它們可能會被碳污染。但是我們的研究發(fā)現(xiàn)氮和磷摻雜的納米碳對這個問題很有抵抗力。這是向可持續(xù)制氫邁進的一大步。”

雖然將甲烷排放到大氣中是一件壞事，但甲烷是一種巨大的能量儲備，比其他碳氫化合物產(chǎn)生更多的熱能和光能。這可能是因為甲烷有一個碳原子和四個氫原子。

薩基博士說，當談到儲存氫氣時，甲烷是一個很好的選擇。大自然在數(shù)億年前就已經(jīng)想出了這個辦法。