Các hợp chất liên kim loại nano tăng cường sản xuất hydro

Các hợp chất liên kim loại nano tăng cường sản xuất hydro

    Các hợp chất liên kim loại nano tăng cường sản xuất hydro
    bởi Đại học Tohoku

    Nanoporous intermetallic compounds that boost hydrogen production
    Nguyên tắc và quy trình tự tổ chức của gia công kim loại lỏng. Trong hợp kim tiền chất (AB), kim loại tạo lỗ xốp (A) và thành phần hy sinh (B) phải có entanpi dương và âm khi trộn với bể nóng chảy (C), tương ứng. Với thành phần B hòa tan có chọn lọc vào C tan chảy, thành phần A còn lại tự tổ chức thành một cấu trúc xốp. Ảnh: Takeshi Wada và Ruirui Song


    Hydro có mật độ năng lượng cao nhất (120 MJ / kg) trong tất cả các chất đã biết, nhiều hơn khoảng ba lần so với dầu diesel hoặc xăng, có nghĩa là nó có thể đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống năng lượng bền vững. Nhưng việc sản xuất hiệu quả hydro bằng cách tách nước đơn giản đòi hỏi các chất xúc tác có hiệu suất cao.

    Giờ đây, một nhóm hợp tác từ Đại học Tohoku và Đại học Johns Hopkins đã phát triển các hợp chất liên kim loại dựa trên molypden dạng nano có thể thúc đẩy sản xuất hydro.

    Các hợp chất liên kim loại ở quy mô nano được hình thành từ các kim loại chuyển tiếp không quý có tiềm năng trở thành chất xúc tác mạnh mẽ và hiệu quả về chi phí để sản xuất hydro. Tuy nhiên, sự phát triển của các hợp chất liên kim loại nguyên khối, với các vị trí hoạt động phong phú và đủ hoạt động điện xúc tác, vẫn là một thách thức đối với các nhà khoa học.

    "Nghiên cứu của chúng tôi đã đóng một phần quan trọng trong việc giải quyết vấn đề đó", Giáo sư Hidemi Kato, từ Viện Nghiên cứu Vật liệu tại Đại học Tohoku và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết. "Tập trung vào thiết kế và kỹ thuật, chúng tôi đã khai thác một kỹ thuật ứng dụng tiên tiến để xây dựng kiến ​​trúc của các hợp chất liên kim loại."

    Xử lý kim loại lỏng là một kỹ thuật xử lý sử dụng sự khác biệt về khả năng trộn lẫn của các thành phần hợp kim trong bể kim loại nóng chảy để ăn mòn (các) thành phần đã chọn, trong khi vẫn giữ lại các thành phần khác. Nó cho phép tự tổ chức thành một cấu trúc xốp ba chiều.

    Hơn nữa, nó cho phép kiểm soát kích thước lỗ ở quy mô nanomet đối với cả μ-Co7Mo6 và μ-Fe7Mo6, thường ở quy mô micromet đối với các kim loại / hợp kim khác khi quá trình thô diễn ra ở nhiệt độ tương đương.

    Sau đó, nhóm cộng tác đã nghiên cứu hiệu suất xúc tác điện của các hợp chất liên kim loại nano mới. Nó cho thấy hứa hẹn và tiềm năng sử dụng như một chất xúc tác HER thương mại cho các ứng dụng hiện đại.

    Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 2 tháng 9 năm 2022.

    Sắp tới, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sử dụng kim loại lỏng để phát triển các hợp chất liên kim loại nano nguyên khối hơn bằng cách khám phá các cơ chế cơ bản đằng sau các pha liên kim loại chung.

    Zalo
    Hotline