科学家研制新合金让光电催化水解制氢更快捷

上一篇 / 下一篇  2011-09-14 13:50:47

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  据美国物理学家组织网近日报道,美国科学研制出了一种新的氮化镓—锑合金,其能更方便地利用太阳光将水分解为氢气和氧气,这种新的水解制氢方法不仅成本低廉且不会排放出二氧化碳

  科学家们在美国能源部的资助下,借用最先进的理论计算证明,在氮化镓(GaN)化合物中,2%的氮化镓由锑(Sb)替代,这样结合而成的新合金将拥有适宜的电学特性。当其浸入水中并暴露于阳光下时,会通过光电化学反应,借用太阳能将水分子中的氢原子和氧原子之间的化学键分开,将水分解为氢气和氧气。

  氮化镓是一种半导体,自上世纪90年代以来,其已被广泛应用于制造发光二极管。锑最近几年也越来越多地被用于微电子设备内。而这种氮化镓—锑合金是首个简单且容易制造的可通过光电反应水解制氢的材料。而且,在光电化学反应中,这种合金是催化剂,这意味着它并不会被消耗,因此可被不断地回收利用,科学家们已经制造出了这种合金并正在测试其将水解制氢的效率。领导该研究的肯塔基大学计算机科学中心的马杜·麦农表示:“以前,科学家们利用光电反应水解制氢使用的都是复杂材料。但我们决定另辟蹊径,尝试利用易制造的材料来完成这个任务,并希望将这些材料内的电子排列进行微调,以获得令人满意的结果。”

  氢气燃烧时会产生热量,而且副产品只有水,没有污染,因此氢气一直被看成是人类向清洁能源过渡的关键要素。氢气能被用于燃料电池内产生电力,也可被用于内燃机中驱动汽车。另外,氢气在科学和工业领域也有广泛应用。

  但要想获得纯净的氢气,科学家们必须通过化学反应利用其他含氢化合物进行制备,现在使用的大部分氢气都由煤和天然气等非可再生能源产生。由煤和天然气等非可再生燃料制造氢气会排放出大量二氧化碳,而最新的氮化镓—锑合金有望将太阳能和水变成经济、环保的氢气来源。


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