廉价水解制氢剂材料的研究进展.doc

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1、廉价水解制氢剂材料的研究进展自从氢气被发现以来，人们在氢气的利用上越来越广泛，氢气己经被大量应用于化工、电子、医疗等领域，可见氢气在人们社会发展中的重要作用。不过，虽然人们对氢气的需求的增加，却不难发现，在氢气的制造上，己经跟不上需求的步伐了。氢是未来的燃料，而水是最丰富的氢资源，这已是众所周知的事。如何利用地球上取之不尽的水来制取氢以取代有限的石油、煤炭等化石燃料，也是科学家们探究己久的大课题。人们相信，经过科学研究不懈的努力，最终人类会发现廉价的水解制氢催化材料。世界各国研究人员都在努力开发，

2、希望发现一种更便宜、更有效的水解制氢剂材料，用来生产可再生能源的氢气，从而取代目前的化石燃料制氢。目前，北美、欧洲、日木和韩国的燃料电池汽车产业己进入商业化阶段，我国也步入商业化初期。氢能产业是万亿级大产业，如何促进我国氢能产业做大做强，是业界共同面临的课题。虽然氢能是最清洁绿色能源，未来前景看好，但氢能产业发展仍存在着诸多瓶颈。为此业内人士建议，加强协同创新和顶层设计，扩大氢燃料电池的应用范围，充分利用国内外优势资源，培育并形成具有自主核心技术的产业化能力。为了寻求经济实用的水解制氢方法，各国科

3、学家正在努力探索不用电解从水中制氢。近年来，科学家发明了一些水解制氢新材料，现将这些新材料的一部分简介如下:一、目前使用化石碳源生产氢的方法会排放二氧化碳，这是一种温室气体。因制氢和用氢不在同一个地方，需经过高压储运，这就使得氢的储运成木比制造成木还高。二、传统上，水解制氢的催化剂都是昂贵的贵金属，如氧化依、氧化钉和钳等稀有金属，这种材料不但贵重而且资源贫乏。三、华盛顿州立大学的研究人员现在已经开发出一种快速且廉价的替代方案，用银和铁制造“金属纳米泡沫”催化剂，他们说这种催化剂的表现更好。四、澳大

4、利亚昆士兰科技大学的化学研究人员己经发现了更便宜、更有效的氢气生产材料。他们使用两种更便宜的替代品一一钻和氧化银，含一小部分金纳米粒子一—来制造稳定的双功能催化剂，以分解水产生氢气，最终还不会产生排放。五、美国Tufts大学、Wisconsin-Madison大学和Harvard大学的研究团队开发出一种低成木高效新催化剂，应用于制氢的水气变换反应。该催化剂是将钠或钾离子添加到被吸附在氧化铝或氧化硅上的少量活性钳上，应用于低温水气变换（WGS）反应（H_2O+CO->H_2+CO_2）时,可促进高效

5、产氢。六、伊利诺伊大学厄木那-香槟分校的研究人员在AngewandteChemie期刊上报道了一种电催化材料，该材料是将金属化合物与高氯酸物质混合而成，用于催化水解制氢，并在酸性条件下具有良好的稳定性和效率。以前的大部分制氢都是用电解槽完成,只需要两种元素（金属和氧元素）。而在最近的一项研究中，发现当化合物中含有两种金属元素（锂和钉）和氧，水分解反应的速度会增加。研究人员首先尝试使用不同的酸和加热温度來制备这种新材料，以提高水分解反应的速度。研究人员发现，当他们使用高氯酸作为催化剂并让混合物在高温

6、下反应时，钉酸锂产物的物理性质发生了变化。七、韩国科学家利用置于纳米二氧化钛粒子上的铜原子制造出一种催化剂，这种催化剂可以象酶一样在止常大气压和室温下将水生成氢。实验表明，在良好光照条件下，每克用于催化剂的材料，每小时可生成30毫克氢。八、中国海南省海洋油气研究所，研究员占小玲研究出低成本绿色水解制氢剂，这种低成木主要是来自于没有选择贵重金属、稀有金属、或纳米材料，而是利用地球上含量最多的普通物质作为水解剂，从而实现制氢成本比目前市场瓶装氢降低了80%以上；其催化剂的绿色，主要在于利用了植物秸秆的

7、有效成分，与天然食盐等材料的反应结果。真止实现了常温常压条件下，从水中“即制即用”的可移动式制氢方式。产生的氢气纯度99.99%达到国家标准，无需精制可以直接用于氢燃料电池。储氢值高于国际能源署(IEA)的目标和美国的要求，为实现移动电源创造了条件。其实，在氢气的制取上，人们早己经有了成熟的方式，比如，现在成熟的方式是采用氧化钺作为催化剂，但是因为氧化铁的储量匮乏、成本高昂，所以造成制氢成木很高！这些方式都多多少少的存在一定的弊端，尤其是在制取氢气的催化剂上，价格一直都很高，这就相应的增加了氢气的

8、制取成本。低成本生产氢气是实现“氢经济”的基础，这一点则是在经济社会中，所不能够被氢气高价制造上所容忍的，所以，找到价格低廉的水解制氢剂一直是很多科研人员的梦想。燃料电池是一项成熟的技术，已经在许多汽车制造中推出。它们利用氢和氧作为燃料来发电一一这基木上与水的分解相反。有了大量廉价的'制造'氢气，我们就可以在用电高峰时将燃料电池产生的电力反馈给电网，或者为我们的运输系统供电，唯一排放的就是水。