利用金属废料作为制造绿色氢的催化剂|环境技术公司

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诺丁汉大学的一个研究小组表示，他们已经找到了一种方法，可以将金属废料转化为高效催化剂，从而从水中制造氢气，这一发现可以使氢气生产更加可持续。

该大学化学学院和工程学院的一组研究人员发现，切屑是金属加工工业的副产品，具有纳米级微小台阶和凹槽的纹理。这些结构可以锚定铂或钴的原子，从而形成一种有效的电催化剂，可以将水分解成氢和氧。该研究已发表在 材料化学学报A 英国皇家化学学会会员。

氢是一种清洁燃料，可用于产生热量或为车辆提供动力，其燃烧的唯一副产品是水蒸气。然而，大多数氢气生产方法依赖于化石燃料原料。水电解是最有前途的绿色制氢途径之一，因为它只需要水和电。

该行业正面临水电解的挑战，因为该过程需要铂等稀有且昂贵的元素来催化水分解。随着全球供应有限和贵金属价格不断上涨，迫切需要替代电催化剂材料来从水中制氢。

杰苏姆·阿尔维斯·费尔南德斯博士，化学学院, 诺丁汉大学研究小组的负责人表示：“仅英国的工业每年就会产生数百万吨金属废物。通过使用扫描电子显微镜，我们能够检查不锈钢、钛或镍合金切屑看似光滑的表面。令我们惊讶的是，我们发现表面有宽度只有数十纳米的凹槽和脊。我们意识到这种纳米纹理表面可以为电催化剂的制造提供独特的机会。”

研究人员利用磁控溅射在切屑表面产生铂原子“雨”。然后，这些铂原子聚集成纳米颗粒，紧密贴合纳米级凹槽。

Madasamy Thangamuthu 博士，博士后研究员诺丁汉大学负责分析新材料结构和电催化活性的负责人表示：“值得注意的是，与现有技术相比，我们仅使用十分之一的铂负载量就能从水中生产氢气。”艺术商业催化剂。通过将 28 微克的贵金属撒在 1 平方厘米的切屑上，我们能够创建一个实验室规模的电解槽，其运行效率为 100%，每分钟仅用一块切屑即可产生 0.5 升氢气。”

该集团正在与 AqSorption Ltd（一家位于诺丁汉的公司，专门从事电解槽设计和制造）合作，以扩大其技术规模。安德烈·赫洛比斯托夫教授，化学学院, 诺丁汉大学，说：“由切屑制成的电催化剂有可能对经济产生巨大影响。我们在诺丁汉开发的独特技术涉及在纳米纹理表面上逐个原子生长铂颗粒，解决了两大挑战。首先，它能够使用尽可能少的贵金属来生产绿色氢，其次，它可以在一个过程中对航空航天工业中的金属废料进行升级改造。”

零碳集群位于东米德兰兹郡，旨在加速绿色产业和先进制造业创新的发展和部署。

诺丁汉大学研究与知识交流 PVC 教授汤姆·罗登 (Tom Rodden) 教授表示：“开发氢推进系统可能是解决世界上一些最紧迫的零碳挑战的重要一步，特别是对于运输和制造业而言。然而，这一策略的成功取决于可持续地生产绿色氢，例如通过电解水分解，而这反过来又需要材料设计的进步。”

这项工作由 EPSRC 计划资助'表面和界面上的金属原子（MASI）以实现可持续的未来和 www.masi.ac.uk，代表着减少对昂贵金属制氢依赖的重要一步，从而为循环和低碳经济做出了重大贡献。