廢金屬屑可轉(zhuǎn)化為高效催化劑制取氫氣。圖片來源：諾丁漢大學(xué)
英國諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院和工程學(xué)院的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，金屬加工的副產(chǎn)品——金屬屑的表面具有納米級(jí)的微小臺(tái)階和凹槽紋理。這些結(jié)構(gòu)可錨定鉑或鈷的原子，從而形成一種新型水電解制氫催化劑。該研究發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)《材料化學(xué)雜志A》上。
氫是一種清潔燃料，可用于產(chǎn)生熱量或?yàn)檐囕v提供動(dòng)力，其燃燒的唯一副產(chǎn)品是水蒸氣。
水電解是最有前途的綠色制氫途徑之一，但其制備過程中需要鉑等稀有且昂貴的元素來作催化劑。隨著全球貴金屬供應(yīng)緊張和價(jià)格不斷上漲，人們迫切需要找到替代傳統(tǒng)電催化劑的新方法。
此次，研究人員利用磁控濺射在金屬切屑表面產(chǎn)生“鉑原子雨”。然后，這些鉑原子聚集成納米顆粒，緊密貼合在切屑納米級(jí)凹槽上。與最先進(jìn)的商業(yè)催化劑相比，新方法的鉑負(fù)載量較低。通過將28微克的貴金屬“撒”在1平方厘米的切屑上，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電解槽。其運(yùn)行效率為100%，每分鐘僅用一塊切屑即可產(chǎn)生0.5升氫氣。
研究人員表示，由切屑制成的電催化劑有可能對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響。新技術(shù)解決了兩大問題。首先，它能使用盡可能少的貴金屬來生產(chǎn)綠氫；其次，它可在一個(gè)過程中對(duì)航空航天工業(yè)中的金屬廢料進(jìn)行升級(jí)改造。
（記者張夢(mèng)然）