鋁鈦合金可低溫捕獲氫原子
本報訊（記者張巍巍）據美國物理學家組織網11月2日（北京時間）報道，美國德克薩斯大學達拉斯分校和華盛頓州立大學的研究人員發現，利用鋁鈦合金作為催化劑，即使在低溫下也能分解並捕獲單個氫原子。這為構建經濟、實用的燃料存取系統奠定了基礎。相關研究報告發表在近期出版的《自然•材料》雜志網絡版上。
當兩個氫原子相遇時，它們會結合形成一個非常穩定的氫分子。但氫分子必須在極大的壓力和極低的溫度下才能存儲，這使想要利用其驅動車輛或為家庭供電都無法成為現實。因此科學家希望找到一種材料，能夠在一般的溫度和壓力下，高效存儲單個氫原子，並在需要時將其釋放。
而將氫分子轉化為氫原子，通常需要催化劑打破兩個氫原子間的化學鍵，目前可用的最佳催化材料通常由鈀和鉑等貴金屬制成，其可以有效激活氫，但稀有性和昂貴的造價限制了它們的廣泛使用。
此次研究小組通過向鋁中浸注少量鈦形成鋁鈦合金作為激活氫的催化劑，以實現氫的高效存儲。鋁金屬含量豐富，鈦的自然界含量比貴金屬更加豐富，且在合金中的含量極少。
為了觀測鋁鈦合金表面是否確有催化反應發生，研究人員在對溫度和壓力的嚴格控制下，將基于紅外反射吸收的表面分析新方法、首個基于原理的催化劑效能和光譜響應預測模型融入了研究。他們將一氧化碳分子作為探針，一旦原子氫產生，綁定在催化金屬中心的一氧化碳所吸收的波長便會變短，表示催化劑正在工作。結果表明，即使處于非常低的溫度，這一變化仍會發生。
科研人員表示，雖然鈦不一定是最佳的催化金屬，但結果首次顯示鈦鋁合金也能激活氫，並具備經濟、含量豐富等優勢。而作為氫儲存系統的一部分，鋁鈦合金催化材料另一更大優勢在于，鋁能在鈦的輔助下和氫反應形成氫化鋁固體，而氫化鋁中存儲的氫可簡單通過提高溫度釋放出來，這正是發展實用型燃料存取系統的關鍵一步。
總編輯圈點
與傳統汽車相比，氫燃料電池車是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能量轉化效率高達60％—80%，為內燃機的2—3倍，而且污染少、噪音小。氫燃料電池車的優勢毋庸置疑，然而劣勢也顯而易見。盡管氫燃料電池車的安全性、氫燃料貯存技術等問題正逐步攻克並不斷完善，但成本問題依然是阻礙其發展的最大瓶頸。但願鋁鈦合金這一不算太貴催化劑的出現，能讓氫燃料電池車普及的步伐邁得更快些。
(科技日報)
留言
張貼留言