寫(xiě)稿
投稿
據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社sputniknews報(bào)道，俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院博列斯科夫催化研究所專(zhuān)家研發(fā)出基于多層碳納米管的催化劑，用以從甲酸中獲取氫燃料。
目前，分子氫被認(rèn)為是最具前景的綠色替代能源之一。而問(wèn)題在于，游離態(tài)的氫屬于最輕氣體，同時(shí)也是沸點(diǎn)最低的氣體之一。氫氣易燃易爆，因此難以?xún)?chǔ)存和運(yùn)輸。全世界都在尋找有助于儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫的有機(jī)物。
甲酸則是最具前景的材料之一。它能夠確保氫的高含量（4.4wt%，即從1克甲酸中可以獲得0.044克的氫），保持化學(xué)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性，并且無(wú)毒。此外，甲酸可以通過(guò)處理生物質(zhì)獲得，也就是說(shuō)是一種廉價(jià)且能夠持續(xù)再生的資源。
甲酸分解有兩種方式，脫氫和脫水。優(yōu)選第一種，因?yàn)樵诿撍^(guò)程中會(huì)釋放一氧化碳，對(duì)燃料電池催化劑有害。脫氫能夠形成由氫和二氧化碳組成的氣體混合物。
俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院催化研究所高級(jí)專(zhuān)家、化學(xué)副博士瑪麗亞·亞歷山德羅芙娜·卡扎科娃表示：“最緊迫的問(wèn)題是研發(fā)用于甲酸脫氫的選擇性多相催化劑。目前廣泛使用的是基于貴金屬的催化劑，例如金、銀、鈀、鉑和釕，但這些化合物昂貴且難以獲得。因此，現(xiàn)在的研究都是為了尋找不含昂貴成分的替代物。基于過(guò)渡金屬和碳材料的催化劑就很適合。”
俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院催化研究所專(zhuān)家提出可把用納米鈷顆粒改性的多層碳納米管用作甲酸脫氫催化劑。
實(shí)驗(yàn)用的多層碳納米管也在催化研究所制備。該機(jī)構(gòu)制造出一種每天可生產(chǎn)多達(dá)5公斤的納米管的裝置，而且完全有可能對(duì)其做進(jìn)一步改進(jìn)。專(zhuān)家還研究了碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（平均直徑、壁數(shù)、缺陷）和功能成分對(duì)鈷納米顆粒的固定及所得樣本催化甲酸脫氫的能力有何影響。
卡扎科娃稱(chēng)：“基于平均直徑9納米氧化碳納米管的催化劑的催化活性最強(qiáng)。催化活性增強(qiáng)也是將鈷濃度從3 wt%體升至15 wt%的結(jié)果，與平均直徑20納米多層碳納米管表面形成80%的鈷顆粒有關(guān)。因此，最好是鈷納米顆粒的濃度為15%，并直接置于納米管表面?！?/p>
專(zhuān)家希望通過(guò)改變多層碳納米管的各種參數(shù)，獲得用于甲酸脫氫的高活性和選擇性的廉價(jià)催化劑。
研究結(jié)果發(fā)表在《International Journal of Hydrogen Energy》雜志上。
