丰田Mirai的氢气罐。(参考图片由Wikimedia Commons的Mario RobertoDuránOrtiz提供)。
捷克共和国和俄罗斯的研究人员开发了一种新材料,该材料使用金,铂和铬,通过暴露在红外阳光下,可以从淡水,盐和污染的水中生成氢分子。
这一发展背后的目标是,该解决方案成为帮助应对全球能源挑战的另一个绿色工具。
在ACS Applied Materials&Interfaces杂志上发表的一篇论文中,科学家解释说该材料是具有1微米厚度的三层结构。下层是金的薄膜,第二层是10纳米铂金,第三层是铬化合物和有机分子的金属有机骨架膜。
“在实验过程中,我们浇灌了材料并密封了容器,以定期抽取气体样本以确定氢含量。红外光引起样品表面上的等离子体共振。在金膜上产生的热电子被转移到铂层。这些电子引发质子在与有机层的界面处的还原。如果电子到达金属有机骨架的催化中心,那么金属有机骨架也将被用来还原质子并获得氢。”该研究的主要作者奥尔加·古瑟尔尼科娃在媒体上说。
随后的实验表明,100平方厘米的材料可以在一小时内产生0.5升的氢气。这是2D材料记录的最高速率之一。
“在这种情况下,金属有机框架也可以充当过滤器。它过滤掉了杂质,然后将已经纯净的无杂质的水通入金属层,”古瑟尔尼科娃说。“这非常重要,因为尽管地球上有很多水,但其主要体积是盐或污染的水。因此,我们应该准备使用这种水。”
据研究人员说,未来的工作应该集中在改进材料上,以使其对于红外和可见光谱都有效。这将使其具有93%的日光光谱量。
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