科学家研制新合金让光电催化水解制氢更快捷
时间:2017-12-07

  科学家开发新的合金,使光电催化水解氢更快

  据美国物理学家组织网络近日报道,美国科学家研制出了一种新型的氮化镓锑合金,可以更加方便地利用太阳光将水分解成氢气和氧气。这种水解制氢的新方法不仅成本低,而且不会排放二氧化碳。

  科学家使用由美国能源部资助的最新理论计算结果表明,在氮化镓(GaN)化合物中,2%的氮化镓被锑(Sb)所取代,所合成的新合金将具有合适的电气特性。当它浸入水中并暴露在阳光下时,它通过光电化学反应将水分解成氢和氧,借助太阳能分离水分子中氢原子和氧原子之间的化学键。

  自20世纪90年代以来,氮化镓是一种广泛用于制造发光二极管的半导体。近年来锑在微电子器件中的应用也越来越多。这种氮化镓锑合金是第一种简单且易于制造的材料,可以通过光电来水解为氢。此外,在光电化学反应中,这种合金是一种催化剂,意味着它不被消耗,因此可以不断循环使用,科学家们已经制造出这种合金,并正在测试它将水解氢气的效力。肯塔基大学计算机科学中心研究负责人Madhu Menon表示:“过去,科学家们使用光复合材料制造氢气,但是我们决定采取另一种方式,试着用容易制作材料,我们想微调这些材料中的电子排列,以获得满意的结果。

  氢燃烧热,副产品是纯水和无污染的,所以氢气一直被视为人类向清洁能源过渡的关键因素。氢可用于在燃料电池内发电,也可用于驱动内燃机中的汽车。另外,氢在科学和工业中也被广泛使用。

  但要获得纯氢气,科学家们必须通过化学反应来利用其他含氢化合物,目前使用的大部分氢气都是由不可再生资源如煤和天然气生产的。由不可再生燃料如煤和天然气生产氢气会释放出大量的二氧化碳,最新的镓镓锑合金有望使太阳能和水成为一种经济和环保的氢气来源。

  美国生理学家网络报告(英文)

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