外國科學(xué)家們開發(fā)低溫催化劑 可用于高純度氫氣
時間:2017-07-11 14:40來源:中國氫能源網(wǎng) 作者:綜合報道
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據(jù)外國媒體報道：科學(xué)家們開發(fā)了一種新的低溫催化劑，能在利用一氧化碳的同時產(chǎn)生高純度氫氣。這一成果可以有效提高以往可能一氧化碳中毒的燃料電池的性能，本結(jié)果發(fā)表在于Science雜志上。
美國能源部（DOE）布魯克海文國家實驗室的化學(xué)家JoséRodriguez及其同事Ping Liu和Wenqian Xu是研究團(tuán)隊的一員，協(xié)助描述了催化劑的結(jié)構(gòu)和機(jī)理細(xì)節(jié)。Rodriguez表示，這種催化劑生產(chǎn)出可用于燃料電池的更純凈的氫氣。
催化劑的合成和測試則由北京大學(xué)化學(xué)教授馬丁完成。北大的小組發(fā)現(xiàn)了這種具有突破性的合成方法，這種獲得特定的原子相位或配置的方法，是非常有效的。
因為催化劑在低溫低壓下運行，將水（H2O）和一氧化碳（CO）轉(zhuǎn)化為氫氣（H2）和二氧化碳（CO2），所以也可以降低運行這種所謂的“水煤氣轉(zhuǎn)移”反應(yīng)成本。Rodriguez表示，在低溫和低壓下，能源消耗將會降低，這套實驗裝置在較小型的設(shè)備中將更便宜，更易于使用，如汽車內(nèi)的燃料電池。
催化劑由分散在碳化鉬基體上的金納米顆粒組成，這種化學(xué)組合與氧化物基催化劑截然不同，后者主要用于在大型工業(yè)氫氣生產(chǎn)設(shè)備中為水煤氣變換反應(yīng)供電。碳化物比氧化物更具化學(xué)反應(yīng)活性，金碳化物界面具有良好的水煤氣變換反應(yīng)特性，相較于純金屬，其與水的相互作用更好。
Rodriguez, Wenqian Xu和 Siyu Yao在國家同步加速器光源（NSLS）進(jìn)行X射線衍射的結(jié)構(gòu)研究，該測試是在工業(yè)或技術(shù)條件進(jìn)行的。這些操作實驗揭示了在不同的工作條件下，包括在不同的溫度下結(jié)構(gòu)如何變化的重要細(xì)節(jié)。
憑借這些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，中國太原理工大學(xué)的訪客教授Zhijun Zuo和布魯克海文國家實驗室的化學(xué)家Ping Liu一起，使用布魯克海文功能納米材料中心（CFN）的計算資源，開發(fā)了模型和理論框架，解釋了催化劑的工作原理。
橡樹嶺國家實驗室納米相材料科學(xué)中心（CNMS），勞倫斯伯克利國家實驗室的先進(jìn)光源（ALS）和中國的兩個同步加速器研究設(shè)施進(jìn)行了額外研究，加深了對該催化劑的理解。
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氫氣制備
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