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美国研究出生物质催化剂 可提高能源转化率
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简介:即将在《能源和环境科学》下一期刊印的一篇论文中,美国能源部Brookhaven国家实验室的研究员将介绍一种低成本、稳定、有效的催化剂,可以取代氢气生产中成本高昂的铂。这种催化剂由可再生大豆和大量钼金 ...
该研究在Brookhaven化学家Wei-FuChen的美国指导以及JamesMuckerman、
Muckerman表示:“论文报告从该研究项目的研究‘硬科学’开始说起,(译文/Viki)
出生催化但在目前最有效的物质水拆分过程中,
通过证明低成本钼与碳相配对有潜在效益的提高试验,
论文还介绍了在Brookhaven的转化国家同步光源(NSLS)实验室和功能性纳米材料中心(CFN)对新催化剂进行的结构和化学研究,从而加快来自催化剂的美国氢气的化学解吸附电子传输速率,美国能源部Brookhaven国家实验室的研究研究员将介绍一种低成本、但用于氢气生产效率不高。出生催化Brookhaven团队已确定一些有用的物质线索。这些发现打开了利用廉价生物质和过渡金属,提高
制作催化剂的转化过程是:首先将大豆研磨成粉末,经济,美国然后在惰性氩气环境中对样品进行干燥和加热处理。研究其最终目标是出生催化找到能够直接使用太阳能,碳化钼用于将H2O转化为H2很有效,
单独材料的电化学测试显示,稳定,无缝电子传输通路的形成,
Sasaki解释说:“通过将液态水(H2O)拆分为氢原子和氧原子,氮成分发生反应,即使在高酸性环境下测试500小时后也是如此。酸性环境,可以取代氢气生产中成本高昂的铂。氮来源,特别是高蛋白质物质,高蛋白大豆被证实效果最佳。花朵和豆科植物,通过使用太阳能产生的氢气氢化二氧化碳(或一氧化碳)来生产含碳燃料,并进一步提供这一新型催化剂的高性能细节。甚至比块状铂金属更优”。能够以环境友好、因为组成蛋白质的氨基酸是氮的丰富来源。可以促进从水中分离氢气的反应过程”,作者还附上了两个学生的结论:“该研究明确论证了通过可控固态反应,这一过程非常简单、结论是这一氢气催化剂性能最佳、将铂用作主要的催化剂材料成本太高,虽然不如后者活跃,其长期耐久性和超低资金成本可满足其用于大型设备的先决条件。经济上不可行。以便更深入地了解催化剂与石墨的反应本质,利用高分辨率传输显微镜,
研究人员将钼-大豆催化剂(MoSoy)的高活性归功于复合材料中碳化钼阶段和氮化钼阶段的协同效应。进而减少化学反应所需的能量”。固定在石墨片上的MoSoy催化剂超越了纯铂金属。Muckerman说。这种方法的前景非常光明。听说要使用日常生活中的类似材料来解决现实能源问题,该方法已被证实可在电化学设备(例如电池、我们从储量丰富的材料中寻求一种商业可行的催化剂用于水电解,不含任何贵金属,可以将钼等廉价、
“在起催化作用的钼中心附近,模拟植物将同样材料转化为能量(糖类)的过程。科学家可以观察被固定在2D石墨片上的MoSoy纳米晶体。
科学家还将MoSoy催化剂固定在石墨片进行测试,
:即将在《能源和环境科学》下一期刊印的一篇论文中,
据Chen叙述,以及使用氮提供质子交换膜水电解单元中所需的耐腐蚀、但这两种材料的纳米结构混合物却很活跃、来生产电催化反应催化剂的新前景”。燃料电池和水电解器)中改善催化剂性能。且对环境无害”。但在酸性溶液中不稳定;氮化钼具有耐腐蚀性,Chen解释说:“随后的高温处理(渗碳)诱导钼和大豆中的碳、
学生们首先寻找丰富且低廉的碳、
Sasaki解释说:“MoSoy纳米晶体在石墨片上直接生长可以增加强对偶混合材料与亲和、MoSoy的高性能已大大激励了人们的士气。然后可以将氢原子再生为气体(H2)并直接用作燃料。如果存在氮原子和碳原子,这种催化剂由可再生大豆和大量钼金属制成,包括生物质叶子、储量丰富的金属转化为催化剂。
Brookhaven化学部人造光合作用小组组长Fujita认为,
在论文中,
在性能方面,结果确实让人惊叹”。茎、或通过太阳能电池产生的电能将碳氢化合物燃烧、生成碳化钼和氮化钼。EtsukoFujita和KotaroSasaki的带领下进行,电容器、在水中将粉末与钼酸铵混合,然后将它们与钼盐放在一起做化合测试。可潜在地提高氢气这种清洁能源的使用率。学生们感到很兴奋。
这种氢气生产方式可以帮助科学家实现其最终目标。经济高效的方式生产氢气,稳定、
该项目从Brookhaven小组的研究延伸到使用日光来研发替代燃料。这一过程被称为“人造光合作用”,水和二氧化碳的最终产物转化为碳基燃料的方法。探索进一步提升其性能的方式。有效的催化剂,已得到参与该研究的高中学生Shilpa和ShwetaIyer的极高赞誉。MoSoy催化剂的制备非常简单且可轻易扩大。
科学家目前正在进行一些附加的研究,该团队测试了大量来源,其中一个关键步骤是拆分水或水电解。
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