蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，加州大學圣克魯茲分校（UCSC）的化學家通過一種簡單的方法來制造鋁納米顆粒，以在環(huán)境條件下分解水并快速產(chǎn)生氫氣。

（圖片來源：UCSC）

鋁是一種高活性金屬，可以從水分子中剝離氧以產(chǎn)生氫氣。但是，在潮濕的產(chǎn)品中大量使用鋁，不會產(chǎn)生什么危險，因為鋁會立即與空氣反應(yīng)，生成一層氧化鋁涂層，從而阻止進一步的反應(yīng)。

多年來，研究人員一直希望找到經(jīng)濟有效的方法，利用鋁的反應(yīng)性來生產(chǎn)清潔的氫燃料。UCSC的一項新研究表明，利用一種鎵和鋁的復(fù)合材料，可以輕松地生產(chǎn)鋁納米顆粒。這種顆?？稍谑覝叵屡c水快速反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫，而且反應(yīng)后的鎵易于回收利用。理論上來說，憑借復(fù)合材料中所有鋁的反應(yīng)，可以產(chǎn)生90%的理論產(chǎn)氫量。UCSC化學教授Scott Oliver表示：“不需要任何能量輸入，就瘋狂地產(chǎn)生氫氣。以前從未見過這樣的事情?！?/p>

自1970年代以來，鋁和鎵與水的反應(yīng)就已為人所知。因為鎵是一種熔點很低的金屬，在略高于室溫時，鎵變成液體，可以去除氧化鋁鈍化涂層，使鋁與水直接接觸。這項新研究提出幾項創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)，有望投入實際應(yīng)用。目前，這項技術(shù)正在申請美國專利。

以往的研究使用鋁和鎵的富鋁混合物，在某些情況下使用更復(fù)雜的合金。該校化學和生物化學教授Bakthan Singaram的實驗室則發(fā)現(xiàn)，富鎵復(fù)合材料可以提升氫氣產(chǎn)量，而且產(chǎn)氫率非常高。研究人員認為，這種富鎵合金肯定具有獨特的優(yōu)勢。Oliver認為，鋁納米顆粒的形成，是氫產(chǎn)量提升的原因。該實驗室的研究人員利用掃描電子顯微鏡和X射線衍射，對合金進行納米級表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在3:1鎵-鋁復(fù)合材料中形成的鋁納米顆粒，是最佳產(chǎn)氫比例。

在這種富含鎵的復(fù)合材料中，鎵既可以溶解氧化鋁涂層，又能將鋁分離成納米顆粒。Singaram表示：“通過鎵分離納米顆粒，可防止其聚集成更大的顆粒。人們一直致力于制造鋁納米顆粒，現(xiàn)在可以在正常大氣壓和室溫條件下進行生產(chǎn)?！?/p>

制造這種復(fù)合材料，通過手工混合即可輕松完成。Oliver表示：“這種方法使用少量的鋁，確保其均以分散的納米顆粒形式溶解在大部分鎵中。這一過程能夠產(chǎn)生更多的氫，幾乎接近基于鋁量得出的理論值，而且使鎵更易于回收利用。”

這種復(fù)合材料可以用現(xiàn)成的鋁材料制成，包括用過的鋁箔或鋁罐。而且，可以用環(huán)己烷覆蓋這種材料，使其免于受潮，從而實現(xiàn)長時間儲存。Singaram表示，地球上的鎵儲量并不豐富，而且相對昂貴，但這種金屬可以回收和多次重復(fù)使用，同時不會失去效力。然而，這一過程能否擴展至商業(yè)制氫應(yīng)用，仍有待觀察。

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