纳米技术推动氢能经济的发展


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在美国化学学会2005年4月20日的期刊上,来自美国新泽西州州立大学的研究人员将发表一篇关于纳米技术运用于化学反应来制造氢能的论文。文章描述了科学家如何使用具有细微织纹表面的金属铱来从氨水中提取氢,然后应用于燃料电池中。金属铱的独特表面由数百万个锥形组成,每个锥形由约5纳米左右的平面交织而成,而氨分子就能像“拼图”一样按顺序附在金属表面上。


     新泽西州州立大学物理专业教授Ted Madey说:“这个纳米结构构成的表面有能成为化学和制药业中化学反应的催化剂。”


      建立“氢能经济”的主要障碍是氢燃料的安全和低成本储存及运输,因此这项新发明有可能解决这个问题。

     如果以氢的固有形式来处理的话,将需要建造一个新的燃料分配基础设施。而如果氢、氮与氨水分子相结合的液体,则能像汽油和柴油那样方便地进行处理。然后使用纳米构造的催化剂,纯的氢燃料便能从车辆的引擎罩中萃取出来,而剩余的氮气排入大气中,不会造成任何污染。另外,氨水中不含有碳,可使燃料电池的催化剂不易被钝化。


     在开发工业催化剂的过程中,科学家和工程师们一般都关注于如何加快其在化学反应中的催化速度。但是这样通常会产生不需要的副产品,而且传统催化剂在反应过程中有时会失去效力。而具有纳米构造金属表层的工业催化剂能将这些问题最小化。


     科学家们还指出,在有氧气存在的情况下,将具有平坦表面的金属铱加热就能改变其形状,出现纳米大小的锥形阵列。当温度超过300摄氏度时,氧原子使得金属原子变成有序的晶态。不同的温度影响着锥形的大小,这对金属铱催化氨水的分解有很大影响。


     该研究项目得到了美国能源部基础能源科学办公室的大力支持。
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