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科學研究：利用咸水和污水生產氫氣的新材料
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圖片來源：托木斯克理工大學
托木斯克理工大學（TPU）的科學家與布拉格化工大學和拉貝河畔烏斯季揚?埃萬蓋利斯塔?普爾基涅大學的研究團隊共同開發(fā)出一種可生產氫氣的新型2-D材料。氫能源是替代能源的基礎。陽光照射下，該材料可有效利用淡水、咸水和污水產生氫分子。該實驗結果發(fā)表在《美國化學學會應用材料和界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上。
其中一位作者為TPU化學與應用生物醫(yī)學研究院研究員奧爾加?古塞爾尼科娃（Olga Guselnikova），她指出：“氫是一種替代能源。因此，發(fā)展氫技術可成為應對全球能源挑戰(zhàn)的解決方案。然而還有許多問題亟待解決。尤其是科學家們仍在尋找高效、環(huán)保的制氫法。主要方法之一是利用陽光電解水產生氫。地球上有很多水，但只有少數(shù)幾種方法適用于咸水或污水。此外，占太陽輻射能43%的紅外光譜也很少被利用?！?/div>
開發(fā)出的材料是一種厚度為1微米的三層結構。底層為一層金膜，第二層由10納米鉑所制，第三層是鉻化合物和有機分子所構成的金屬有機框架膜。
古塞爾尼科娃解釋道：“實驗過程中，我們給材料澆水并密封容器，定期采集氣體樣本，以確定氫氣含量。紅外光激發(fā)樣品表面等離子體激元共振，金膜產生的熱電子被轉移到鉑層，這些電子在與有機層接合面上開始去質子化。如果電子到達了金屬有機框架的催化中心，后者也能用于還原質子獲得氫。”
圖片來源：Pixabay
實驗表明，100平方厘米的材料在一小時內可以產生0.5升氫氣。這是2-D材料記錄中的最高速率之一。
她表示：“這種情況下，金屬有機框架還可以充當過濾器。它過濾掉雜質，并將無雜質、已凈化的水運輸?shù)浇饘賹?。這至關重要，因為盡管地球上有很多水資源，但其中大量的，不是咸水就是污水。因此，我們應當做好用這種水的準備?！?/div>
圖片來源：Pixabay
未來，科學家希望改進這種材料，使其對紅外光譜和可見光譜都有效。
古塞爾尼科娃補充道：“這種材料已在可見光譜中顯示出一定吸收率，但在紅外光譜下效率略低。經過改進后，這種材料有可能在太陽光譜中93%的范圍內都有效?！?/span>
翻譯：李雅婷
審校：董子晨曦
引進來源：托木斯克理工大學（Tomsk Polytechnic University）
引進鏈接：https://phys.org/news/2020-07-material-hydrogen-salt-polluted.html
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