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用于提取氢气的新型高效低温氢气催化剂

编辑:博阳新科技 发表时间:2017-6-23
氢气催化剂
图:化学家刘平和罗德里格斯在化学实验室探讨新型低温催化剂的结构和机理细节,用于从水和一氧化碳提取高纯氢气。

科学家们开发了一种新的低温催化剂,用于提取高纯度氢气,同时使用一氧化碳(CO)。

可以提高燃料电池在氢燃料上运行但可能被CO中毒的性能。这种催化剂产生更纯净的氢气来进入燃料电池。因为催化剂在低温低压下运行,将水(H2O)和一氧化碳(CO)转化为氢气(H2)和二氧化碳(CO2),所以也可以降低运行这种所谓的“水煤气转移“反应。在低温和低压下,能源消耗将会降低,实验装置将会在较小的环境中更便宜,更易于使用,如汽车燃料电池。

催化剂由分散在碳化钼基体上的金纳米颗粒组成。这种化学组合与用于在大型工业氢气提取设备中,为水煤气变换反应供电的氧化物基催化剂截然不同。碳化物比氧化物更具化学反应性,金碳化物界面具有良好的水煤气变换反应特性,与纯金属的相互作用更好。我们对不同的金和碳化钼界面进行了建模,并研究了反应机理,以确定反应发生的位置,原子结合的活性位点,以及债券是如何破坏和重组的。

两个同步加速器研究设施的额外研究增加了科学家的理解。这是一个多部分复杂的反应,金和碳化物底物之间的相互作用是非常重要的,黄金通常非常弱地粘合在一起,通过这种合成方法,我们得到更强的金子以受控的方式对碳化钼。该配置稳定了反应进行形成的关键中间体,中间体的稳定性决定了氢的产生速率。

这项新功能是2014年在实验室开设的新设备,取代并提取了10,000倍的X射线亮。有了这些更明亮的X射线,科学家希望能够捕获更多的化学作用的细节,包括在整个反应过程中形成的中间体的细节。

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