瞧一瞧：美国研发新纳米材料 可高效从醇中提取氢气

盖世汽车讯氢气是1种可延续性的清洁能源，不排放有毒气体，并可为交通、发电、金属制造等多个行业增加价值。存储和运输氢气的技术弥合了可延续能源生产与燃料使用之间的鸿沟，效力更高的氢气输送系统能够为固定电源、移动电源、移动汽车等利用带来很多好处，因此同样成为了氢经济中不可或缺的部份。但是，传统的储氢与运输氢气的技术非常昂贵，且容易使氢气被污染。因此，研究人员1直在寻觅可靠、低本钱且简单的替换技术。

氮化硼2D基底（图片来源：劳伦斯伯克利国家实验室）

据外媒报导，美国劳伦斯伯克利国家实验室（LawrenceBerkeleyNationalLaboratory）的1组研究人员设计并合成了1种高效的材料，可以加速从醇中提取氢。该材料是1种催化剂，由固定在2D基底上的微小镍金属簇构成。该研究小组发现，此种催化剂可以高效地加速从液体化学载体中移除氢原子的反应，而且该材料非常坚固，由储量丰富的金属，而不是由现有的贵金属制成，将能够有助于使氢成为各种利用的能源。

此类作为催化剂的化合物通经常使用于加速化学反应的速率，而化合物本身其实不会被消耗，而是能够将1个特定的份子保持在1个稳定的位置，或充当1个中介，让某个重要的化学步骤能够顺利完成。至于能够从液体载体产生氢气的化学反应而言，最高效的催化剂1般都由昂贵金属制成。不过，此类催化剂通常本钱高、储量不丰富，而且容易被污染。而由普通金属制成的较便宜的催化剂常常效力较低且稳定性较差，活性遭到限制，也限制其在制氢工业中得到实际利用。

为了改进此类由储量丰富的金属制成的催化剂，研究人员改变了策略，专注于微小、均匀的镍金属簇。此类金属簇非常重要，能够让1定量的材料最大限度地暴露活性表面。但是，金属簇也容易聚集在1起，致使反应能力受限。

研究人员设计并进行了1次实验，通过将1.5纳米大小的镍簇沉积在2D基底上，避免金属簇聚集在1起。该2D基底由硼和氮制成的，被设计成原子大小、有凹槽的网格状。镍簇会均匀且牢牢地固定在凹槽中。此种设计不但可以避免金属簇聚集，而通过直接与镍金属簇互动，催化剂的热化学性能也能得到大大提升，从而提升其整体性能。

研究人员利用详细的X射线和光谱丈量结果，结公道论计算，揭露了表面下的很多情况和此类情况在催化反应中的作用。伯克利实验室采取先进光子源的工具和计算建模法，在微小镍金属簇在该2D基底上构成与沉积时，辨认出该2D基底的物理与化学特性的变化。该研究小组提出，在金属簇占据基底原有区域并跟附近的边沿互动时，该材料就构成了，从而能够保存金属簇的微小尺寸。此种微小且稳定的政府拆迁还房是否有公摊面积
金属簇增进了氢从液体载体中的分离，使该催化剂具有优良的分离性、生产率和稳定性。

计算表明，该催化剂的尺寸使其能够比其他性能最好的催化剂更具活性。研究人员利用模型和计算法揭露了该微小金属簇独特的几何与电子结构。大量袒露的金属原子聚集在此类微小的团簇上，比较大尺寸的金属粒子更能吸引氢气载体。此类暴露在外的原子还能够减缓氢气从载体中剥离的步骤，同时避免可能梗塞团簇表面的污染物的构成。因此，该材料在制氢反应的关键步骤中可强拆后的赔偿标准
以保持不被污染。此类催化和抗污染的性能被特地引入该2D基底，终究致使该团簇能够保持较小尺寸。

在此次研究中，研究人强拆可以直接起诉吗
员成功打造较便宜、容易获得和稳定的材料，可帮助从液体载体中剥离氢气，使氢气能够用作1种燃料。该项研究基于美国能源部的计划，该计划旨在研究能够满足能源效力与可再生能源（EERE）氢气与燃料电池办公室对储氢材料的要求，并优化未来要用于车辆的材料。

未来，伯克利实验室团队将进1步完善策略，以改变2D基底，使其能够为微小的金属簇提供支持，从而研发出更高效的催化剂。该技术有助于优化从液体化学载体中提取氢气的工艺。

（HN666）

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