紡織材料涂層助紡織物催化水產(chǎn)生氫氣

[編輯:Cyx]  [發(fā)布時(shí)間:2015-08-27]  [紡織服裝雜志]

　　電解水是比較原始的制氫方法，氫氣也是十分清潔的燃料之一，現(xiàn)代化學(xué)多采用光催化分解氫的工藝，不同的是采用的催化劑都是各種鈦化合物，這種催化劑的成本是十分昂貴的，

　　并且在水中很難保持穩(wěn)定性。來(lái)自新加坡和臺(tái)灣的一個(gè)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種廉價(jià)的涂層，通過(guò)在紡織材料上涂抹這種低成本的催化劑，就能夠進(jìn)行反應(yīng)生成氫氣，將這種紡織物放入水中，甚至海水中都能夠發(fā)生反應(yīng)生成氫氣。相關(guān)的研究結(jié)果發(fā)表在本月21號(hào)的《ScienceAdvances》雜志上。

　　雖然用于催化產(chǎn)生氫氣的最佳材料是鉑，但是成本確十分昂貴和稀缺，比如有很多被戴在了女性的手上和身上。這就大大的限制了大規(guī)模的氫氣生產(chǎn)。相反，研究人員開(kāi)始使用硫化鉬作催化劑，而地球上這兩種元素的的儲(chǔ)備分別是鉑的100000和300倍。

　　一百克的純鉬的成本約為44美元，而今天100g鉑的浮動(dòng)價(jià)格約為3211.86，美元。來(lái)自南洋理工的材料學(xué)家BinLiu描述材料的成本價(jià)格時(shí)說(shuō)到。

　　通常，二硫化鉬并不適合用于催化產(chǎn)生氫氣，最新的研究表明，二硫化鉬的平面催化活性并不高，但是他的“邊緣”的活性卻極高。

　　研究人員嘗試將這種材料合成到碳纖維布料上，一是起支撐作用，另外還能增強(qiáng)材料的靈活性，并保證物理和化學(xué)上的穩(wěn)定性。此外，碳纖維還具有良好的導(dǎo)電性，有助于在生成氫氣反應(yīng)時(shí)通過(guò)加入微弱電流提高反應(yīng)的量。

　　通常，氫催化反應(yīng)時(shí)需要酸性溶液來(lái)釋放質(zhì)子，也就是常規(guī)的氫催化需要酸性溶液環(huán)境。而是用這種紡織物進(jìn)行反應(yīng)時(shí)只需要普通的水就能反應(yīng)了，不過(guò)還需要200毫伏(millivolts)的電流，在海水條件下也能夠成功反應(yīng)。

　　這種催化劑的反應(yīng)效率差不多和目前的其他方案相差無(wú)幾，但是如果考慮到持久性，這種新型的材料在水中反應(yīng)1小時(shí)之后，穩(wěn)定性要比鉑催化劑高出6倍。

　　Liu還指出，非貴金屬催化劑的氫氣產(chǎn)生效率要比貴金屬催化劑更高，這使得二硫化鉬已經(jīng)被廣泛的用于工業(yè)生產(chǎn)，除了制氫，還被用于潤(rùn)滑油和石油的煉制，相關(guān)的工藝可以用于大規(guī)模生產(chǎn)。所以，這種材料也被認(rèn)為是潛在的可以用于大規(guī)模制氫的備選催化劑之一。這種材料的靈活性以及機(jī)械強(qiáng)度使得它能夠比較方便的集成到現(xiàn)有的氫發(fā)生器中，用于生產(chǎn)。

　　他們還指出，除了生產(chǎn)出的氫氣，別忘了還有氧氣，所以他們還要研制能夠在普通水環(huán)境中生產(chǎn)氧氣的高效催化劑。另外，他們希望通過(guò)更改編織物的結(jié)構(gòu)來(lái)提高接觸面積，以及嘗試其他的元素來(lái)進(jìn)一步提高反應(yīng)效率。  紡織材料涂層助紡織物催化水產(chǎn)生氫氣