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鋁本身在水中迅速氧化，從水中剝離氧，并釋放出氫作為副產(chǎn)品。但這是一個(gè)短暫的反應(yīng)，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，金屬很快就會(huì)形成一層極薄的氧化鋁涂層，將其封閉起來，結(jié)束了這種反應(yīng)。

但是加州大學(xué)圣克魯斯分校的化學(xué)研究人員說，他們已經(jīng)找到了一種具有成本效益的方法來保持這種反應(yīng)。人們?cè)缇椭梨壙梢匀コ趸X涂層，使鋁與水接觸以繼續(xù)反應(yīng)，但以前的研究發(fā)現(xiàn)，鋁重的組合效果有限。

(相關(guān)資料圖)

因此，當(dāng)化學(xué)/生物化學(xué)教授Bakthan Singaram發(fā)現(xiàn)學(xué)生Isai Lopez在家里的廚房里玩鋁/鎵制氫時(shí)，這個(gè)想法似乎并沒有什么特別之處。“他沒有以科學(xué)的方式來做，所以我給他安排了一個(gè)研究生來做一個(gè)系統(tǒng)的研究，”Singaram說。“我認(rèn)為對(duì)他來說，測(cè)量不同比例的鎵和鋁的氫氣輸出將是一篇很好的畢業(yè)論文。”

當(dāng)Lopez決定擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)以測(cè)試重鎵的混合物時(shí)，事情變得有點(diǎn)奇怪。氫氣的產(chǎn)量開始迅速增加，該團(tuán)隊(duì)開始試圖弄清楚為什么這些混合物的行為有如此大的差異。經(jīng)過電子顯微鏡和X射線衍射研究，他們意識(shí)到，最有效的混合物，即三份鎵和一份鋁，確實(shí)出現(xiàn)了一些較低比例沒有出現(xiàn)的事情。鎵不僅溶解了氧化鋁，它還使鋁分離成納米顆粒，并使它們保持分離。

Singaram說：“鎵分離了納米顆粒，使它們不會(huì)聚集成更大的顆粒。人們一直在努力制造鋁的納米顆粒，而在這里，我們正在正常的大氣壓力和室溫條件下生產(chǎn)它們。”

由于鋁被如此精細(xì)地分離，其表面積被最大化，與水的反應(yīng)效率驚人，對(duì)于給定數(shù)量的鋁來說，可以拉出90%的理論最大氫氣量。在《ACS納米材料》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，研究人員報(bào)告說，當(dāng)把一克他們的鎵鋁合金放入水中時(shí)，將迅速釋放出130毫升的氫。

值得注意的是，水源也不需要是干凈的。研究報(bào)告說：“任何可用的水源都可以使用，包括廢水、商業(yè)飲料，甚至海水，而且不會(huì)產(chǎn)生氯氣。”

然而鎵很昂貴。但研究人員說，它可以在該過程結(jié)束時(shí)被完全回收，并與新的鋁一起使用，以創(chuàng)造更多這種卓越的產(chǎn)氫合金。事實(shí)上，這種合金的制造本身就非常容易；人們只需將鎵與鋁（包括用過的鋁箔或鋁罐）按正確的比例手動(dòng)混合在一起。

“我們的方法使用了少量的鋁，這確保了它作為離散的納米顆粒全部溶解到大多數(shù)鎵中，”O(jiān)liver說。“這產(chǎn)生了大量的氫氣，與基于鋁的數(shù)量的理論值相比，幾乎是完全的。它還使鎵的回收更容易被再利用。”

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為該工藝申請(qǐng)了專利，并開始研究如何將其擴(kuò)大到商業(yè)用途。

那么我們?cè)谶@里看到的是什么？這實(shí)際上是一種儲(chǔ)存和釋放氫氣的固態(tài)方式--值得注意的是，這是在過去幾個(gè)月，甚至是有史以來寫的第三種儲(chǔ)氫粉末。氫氣是一種重要的燃料，在去碳化的競(jìng)賽中，在某些應(yīng)用中是必要的，但它是出了名的困難和昂貴，要壓縮成氣體，或低溫冷凝成液體，以便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

另一方面，儲(chǔ)氫粉末更容易處理，也更便宜，有可能極大地改變使用氫氣的成本，使新的應(yīng)用變得可行。這就是為什么迪肯的機(jī)械化學(xué)球磨工藝和EAT的Si+硅粉是如此重要的原因。

加利福尼亞大學(xué)圣克魯茲分校的這一進(jìn)展也可能是這樣一個(gè)大問題。這東西聽起來非常容易制造，而且更容易用于氫氣生產(chǎn)。如果儲(chǔ)存在環(huán)己烷氣體中，它可以很好地儲(chǔ)存和運(yùn)輸至少三個(gè)月。它在海水中工作的事實(shí)是非常重要的；獲得清潔的水并不是你想在今后的業(yè)務(wù)中押注的那種東西。鎵可以被收集并回收到工藝中的事實(shí)將有助于降低成本。而且，反應(yīng)是在環(huán)境壓力和溫度下進(jìn)行的，這意味著可以在整個(gè)操作的最末端使用更少的設(shè)備，因?yàn)閷?shí)際上需要?dú)錃狻?/p>

那么，與其他兩種粉末相比，它是如何衡量的呢？研究人員所提供的數(shù)字至少允許我們進(jìn)行猜測(cè)。如果把這種東西當(dāng)作氫氣儲(chǔ)存介質(zhì)，那么關(guān)鍵指標(biāo)可能是質(zhì)量分?jǐn)?shù)：對(duì)于給定質(zhì)量的粉末，你能得到多少氫氣？如果一克鎵鋁粉產(chǎn)生 130 毫升或 5.4 毫摩爾的氫氣，那么氫氣的重量為 0.00544 克。

這是一個(gè)0.544%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。EAT的Si+粉末可能是現(xiàn)階段最受歡迎的物質(zhì)，至少在這個(gè)指標(biāo)上，聲稱其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5%。當(dāng)然，當(dāng)談?wù)撋虡I(yè)能源運(yùn)輸和釋放循環(huán)時(shí)，還有許多其他的考慮因素--特別是對(duì)水質(zhì)不挑剔的考慮--所以這種新粉末肯定還有機(jī)會(huì)做出貢獻(xiàn)。

該研究發(fā)表在《ACS納米材料》雜志上。

關(guān)鍵詞：研究人員質(zhì)量分?jǐn)?shù) 納米材料