納米粒子打開清潔能源替代品大門

一種由鎳、磷納米顆粒組成的催化劑能有效地促使水分解出氫氣。

　　更多廉價的清潔能源的出現可能將歸功于一種新技術——以美國賓夕法尼亞大學雷蒙德·奇科(音譯)教授為首的研究小組，近日發明了一種新型催化劑。這種由鎳、磷納米顆粒組成的催化劑能有效地促使水分解出氫氣，而鎳與磷是地球上常見且廉價的化學元素。這一研究結果已經發表在美國化學學會期刊上。

　　奇科表示，使用磷化鎳納米粒子的目的是為了從水中生產氫氣，這對于許多能源生產技術而言是重要的，其中就包括燃料電池和太陽能電池。“水是一種理想的燃料供應者，因為它是廉價且豐富的，但我們需要的是如何從中提取氫氣。”

　　氫具有高密度的能量也是一個巨大的能力載體，但它需要一定的能量才能從水中產生。奇科指出，科學家們一直在尋找一種廉價的催化劑來觸發這種化學反應。目前這一過程通常由鉑充當催化劑，但由于鉑昂貴且稀少，奇科和他的團隊一直在尋找更好的替代品。

　　奇科說：“曾有預測指出，磷化鎳納米顆粒可能是很好的‘候選人’。事實證明，磷化鎳納米顆粒確實是用來制備氫以及替代鉑的最佳人選。”

　　團隊成員開始是通過市售的金屬鹽研制磷化鎳納米粒子，先將這些鹽在溶劑中溶解再加入其他化學成分，加熱后形成了納米粒子。研究人員創建出一個準球形的納米——但不是完美的球，球的表面比較平以及有暴露出的邊緣。

　　“納米粒子的小尺寸可以創造出一個很大的表面積，暴露出的邊緣則意味著可以更好地催化產生氫氣的化學反應。”奇科解釋道。

　　接下來，團隊成員在加州理工學院為催化劑進行了相關的性能測試。在加州理工學院彌敦·路易斯、喬治·阿吉羅斯教授領導下，研究人員將納米粒子放在一片鈦箔上，并將其浸泡在硫酸溶液中。接下來，研究人員采用測量了所產生電流的電壓，他們發現不僅有所期望發生的化學反應，而且其效率也非常高。

　　奇科說：“納米技術可以帶來更便宜、清潔的能源，這打開了一扇有效的大門。現在我們的目標是進一步提高這些納米粒子的性能以及理解它們的功能。同時，我們相信團隊能夠鋪平磷化鎳最終成為催化劑的道路。”