加州大学圣克鲁斯分校开发出可快速高效 制氢 的铝纳米颗粒

2月14日，纳米材料（NanoMater）期刊发布美国化学学会推荐的一项加州大学圣克鲁斯分校研究人员的研究成果。他们开发一种易于生产的镓和铝复合材料会产生铝纳米颗粒并在室温下与水快速反应，产生大量氢气，很有商业化潜力。

由于铝会与空气反应形成致密的氧化铝涂层而阻止其进一步反应，通常无法用于商业制氢。加州大学圣克鲁兹分校的研究人员进行的一项新研究表明，一种易于生产的镓和铝复合材料会产生铝纳米颗粒，该纳米颗粒在室温下与水快速反应，产生大量氢气。镓在反应后很容易回收再利用，这产生了理论上可以从复合材料中所有铝的反应产生的氢气的90%。

自1970年代以来，人们就知道铝和镓与水的反应，网上很容易找到有关它的视频。它之所以起作用，是因为镓是一种略高于室温的液体，它去除了钝化的氧化铝涂层，使铝与水直接接触。然而，这项新研究包括一些可能导致实际应用的创新和新发现。以前的研究主要使用铝和镓的富铝混合物，或者在某些情况下使用更复杂的合金。但本次研究发现，富含镓的复合材料会增加氢气的产量。事实上，氢气的产生速度出乎意料地高，研究人员认为这种富含镓的合金一定有一些根本性的不同。

使用扫描电子显微镜和X射线衍射，研究人员展示了铝纳米粒子在3:1的镓-铝复合材料中的形成，他们发现这是制氢的最佳比例。在这种富含镓的复合材料中，镓既可以溶解氧化铝涂层，也可以将铝分离成纳米颗粒。“我们的方法使用了少量的铝，这确保了它作为离散纳米粒子全部溶解到大部分镓中，这会产生更多的氢气，与基于铝量的理论值相比几乎完全。这也使镓的回收更容易再利用。”复合材料可以用容易获得的铝源制成，包括用过的铝箔或罐头，复合材料可以通过用环己烷覆盖以防受潮长期储存。虽然镓并不丰富且相对昂贵，但它可以多次回收和重复使用。

编译YUXI

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