碳化铂钼加速水和甲醇氢的形成
中国的研究人员开发了一种催化剂,他们认为这种催化剂将使更实用的氢燃料电池汽车成为可能这可能会推翻今天方便但污染严重的内燃机。丁马来自北京大学的他的同事们用甲醇和水制造氢气和二氧化碳,这是在200-350˚C的传统方法中发生的,Ma的团队的铂-碳化钼催化剂将温度降低到150-190˚C。
研究人员估计,从甲醇中生产足够的氢来为一辆时速100公里的燃料电池汽车提供动力,需要6 - 8克铂。相比之下,催化转化器通常含有2 - 8克铂等贵金属。
燃料电池在一个电极上从氢分子中剥离电子,迫使电子为电路供电,留下质子。电子返回与质子和氧重新结合,并在另一个电极上形成水。丰田的Mirai已经使用这种燃料电池为其发动机提供动力,它只排放水,在120升的油箱中使用压缩到大气压690倍的氢气。
马质疑这是否安全,并指出缺乏氢气加气站。他说,建立甲醇站的基础设施肯定更容易。虽然引入甲醇意味着燃料电池汽车将产生它们目前避免的二氧化碳温室气体,但如今工业制氢也是一大排放源。此外,马军认为汽车可以捕获二氧化碳,并将其转化为甲醇。
马赛厄斯贝尔他在德国罗斯托克LIKAT的团队以前开发了一种在较低温度下从甲醇制氢的催化剂但这需要难以处理的碱性条件。因此,Ma的团队筛选了氧化物作为修饰铂反应性的潜在支持物。
研究人员发现,α-碳化钼支撑与铂有强烈的相互作用。Ma解释说,铂将电子捐赠给支架。这意味着在将甲醇转化为氢的反应中,中间产物与金属的附着强度较低。他说,如果某种物质被强烈束缚,就会导致催化剂的死亡。与碳化钼的类似相互作用有助于使水分子更具活性,使甲醇生产只需要水、氢和催化剂。
“随着这些高活性催化剂的成功,使用甲醇作为储氢材料和按需原位释放可能会导致实际应用,这是氢储存和运输的重大突破,”Beller评论道。
尽管许多公司对这一过程很感兴趣,但马云表示,他的团队目前正在构建自己的原型系统,并可能成立一家新公司将其商业化。
参考文献
L林等,自然, 2017, doi:10.1038 / nature21672
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