英國薩里大學的科學家們發(fā)現了一種無金屬催化劑，可以促進具有成本效益和可持續(xù)的制氫技術

這項研究顯示了使用邊緣位點結構的納米碳作為無金屬催化劑直接將甲烷轉化為氫氣的方法大有成功希望

說到儲存甲烷氫是一個不錯的選擇，大自然在數億年前就已經想出了這個辦法

據油價網2023年2月15日報道，英國薩里大學的科學家們發(fā)現，一種無金屬催化劑可以有助于發(fā)展具有成本效益和可持續(xù)的制氫技術。

薩里大學科學家們的題為“使用第一原理微動力學模型揭示邊緣位點結構的納米碳在甲烷制氫中的性能”研究報告已發(fā)表在美國工程技術-材料科學類頂級期刊《Applied Materials & Interfaces》上。

這項研究顯示，利用邊緣位點結構的納米碳作為無金屬催化劑，直接將甲烷(甲烷也是一種強大的溫室氣體)轉化為氫氣，取得了令人鼓舞的結果。在研究的納米碳中，氮摻雜納米碳在高溫下表現出最高水平的產氫性能。

至關重要的是，薩里大學的研究人員還發(fā)現，氮摻雜和磷摻雜的納米碳具有很強的抗碳中毒能力，這是催化劑在這一過程中的常見問題。

執(zhí)行材料科學模擬的研究員Neubi Xavier Jr博士說：“我們的研究結果表明，使用邊緣位點結構的納米碳作為催化劑可能會改變氫氣工業(yè)的游戲規(guī)則，為傳統(tǒng)金屬催化劑提供一種具有成本效益和可持續(xù)的替代品。與此同時，這個過程可以去除甲烷，甲烷是導致全球氣候變暖的化石燃料。”

氫燃料是一種清潔的可再生能源，有可能減少碳排放，減少人們對化石燃料的依賴。當用作燃料時，氫氣可以為汽車提供動力，發(fā)電，為建筑物供暖。氫燃料的唯一副產品是水蒸氣，使其成為傳統(tǒng)化石燃料的環(huán)保替代品。

然而，氫燃料的生產目前依賴于化石燃料和金屬催化劑，化石燃料在生產過程中會產生碳排放，而金屬催化劑的開采和制造是能源密集型的，會對環(huán)境產生負面影響。因此，開發(fā)可持續(xù)的制氫方法和催化材料對于充分發(fā)揮氫燃料作為清潔能源的潛力至關重要。

這項研究是由薩里大學的馬可·薩基博士領導的團隊進行的，薩基博士是可持續(xù)能源和計算化學領域的專家，他結合了量子化學、熱力學和化學動力學，確定了(納米碳)最有效的產氫邊緣位點。

薩基博士說：“氫氣生產催化劑的最大挑戰(zhàn)之一是它們可能會被碳污染。但是我們的研究發(fā)現氮和磷摻雜的納米碳對這個問題很有抵抗力。這是向可持續(xù)制氫邁進的一大步。”

雖然將甲烷排放到大氣中是一件壞事，但甲烷是一種巨大的能量儲備，比其他碳氫化合物產生更多的熱能和光能。這可能是因為甲烷有一個碳原子和四個氫原子。

薩基博士說，當談到儲存氫氣時，甲烷是一個很好的選擇。大自然在數億年前就已經想出了這個辦法。