外国科学家们开发低温催化剂 可用于高纯度氢气
时间:2017-07-11 14:40来源:中国氢能源网 作者:综合报道
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据外国媒体报道：科学家们开发了一种新的低温催化剂，能在利用一氧化碳的同时产生高纯度氢气。这一成果可以有效提高以往可能一氧化碳中毒的燃料电池的性能，本结果发表在于Science杂志上。
美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室的化学家JoséRodriguez及其同事Ping Liu和Wenqian Xu是研究团队的一员，协助描述了催化剂的结构和机理细节。Rodriguez表示，这种催化剂生产出可用于燃料电池的更纯净的氢气。
催化剂的合成和测试则由北京大学化学教授马丁完成。北大的小组发现了这种具有突破性的合成方法，这种获得特定的原子相位或配置的方法，是非常有效的。
因为催化剂在低温低压下运行，将水（H2O）和一氧化碳（CO）转化为氢气（H2）和二氧化碳（CO2），所以也可以降低运行这种所谓的“水煤气转移”反应成本。Rodriguez表示，在低温和低压下，能源消耗将会降低，这套实验装置在较小型的设备中将更便宜，更易于使用，如汽车内的燃料电池。
催化剂由分散在碳化钼基体上的金纳米颗粒组成，这种化学组合与氧化物基催化剂截然不同，后者主要用于在大型工业氢气生产设备中为水煤气变换反应供电。碳化物比氧化物更具化学反应活性，金碳化物界面具有良好的水煤气变换反应特性，相较于纯金属，其与水的相互作用更好。
Rodriguez, Wenqian Xu和 Siyu Yao在国家同步加速器光源（NSLS）进行X射线衍射的结构研究，该测试是在工业或技术条件进行的。这些操作实验揭示了在不同的工作条件下，包括在不同的温度下结构如何变化的重要细节。
凭借这些结构细节，中国太原理工大学的访客教授Zhijun Zuo和布鲁克海文国家实验室的化学家Ping Liu一起，使用布鲁克海文功能纳米材料中心（CFN）的计算资源，开发了模型和理论框架，解释了催化剂的工作原理。
橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心（CNMS），劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源（ALS）和中国的两个同步加速器研究设施进行了额外研究，加深了对该催化剂的理解。
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