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制氢催化剂有哪些(韩国研发低成本耐腐蚀催化剂 可降低电解水制氢的成本)

时间:2024-10-13 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 催化设备

文丽荣等制备C60水溶液后,将其与Zn0.999Ni0.001S混合,并采用气相色谱法跟踪反应,发现氢气释放量是未加C60时的4倍多。由于C60为强电负性物质,与Zn0.999Ni0.001S混合后,可作为电子的浅势捕获阱,有效地抑制了电子和空穴的复合,从而促进了反应的发生。用途:1、在气象部门可用于气象探测氢气球的填充。

光解水制氢的光催化剂的研究

钽酸盐ATaO3(A =Li,K) ,A2SrTa2O7 · nH2O (A = H, K, Rb) 等虽然化学成分不同,但是它们的晶体结构类似,共同点是都具八面体TaO6。Kato H等对钽酸盐系列的LiTaO3 、NaTaO3、KTaO3的光催化活性进行了研究,发现无负载的LiTaO3、NaTaO3在紫外光的照射下均取得了较好的光催化效果,而负载NiO的NaTaO3,在紫外光的照射下,其分解水的活性显著提高,量子效率达到了28%,然而当LiTaO3和KTaO3负载NiO后,其光催化活性反而降低了,其原因可从钽酸盐的导带位置得到解释,NaTaO3的导带位置比NiO的导带高,因此,在NaTaO3的导带产生的光生电子很容转移到NiO的导带上,从而增强了电子和空穴的分离,提高了光催化活性。KTaO3的导带位置比NiO的导带位置低,不能产生这种效果;而LiTaO3在负载NiO以后,Li+掺杂到NiO当中,造成NiO催化剂的失活,使LiTaO3的光催化活性降低了。Kudo A发现碱金属、
碱土金属钽酸盐作为一种在紫外光线下分解水的催化材料,在没有负载物的条件下表现出很高的活性,在该类催化剂中掺杂La后,NiO / NaTaO3表现出最高的活性。Ikeda S等用水热法合成了Ca2Ta2O7、Na2Ta2O6、K2Ta2O6,将负载NiO的Ca2Ta2O7和纯Ca2Ta2O7分别放在0.1 mmol dm3的NaOH溶液中,通过紫外光的照射,发现到反应结束时,NiO/Ca2Ta2O7比纯Ca2Ta2O7节省了6小时,反应前后分别用XRD进行分析,表明Ca2Ta2O7没有发生晶型结构变化。将NiO/Na2Ta2O6、 NiO/ K2Ta2O6 、NiO/ Ca2Ta2O7三者进行对比实验,发现NiO/ Na2Ta2O6 和NiO/K2Ta2O6比NiO/ Ca2Ta2O7的催化能力强,这可能是由于Ca2Ta2O7的能隙比Na2Ta2O6、K2Ta2O6的窄,也可能是由于Ca2Ta2O7的晶体化程度没有Na2Ta2O6、K2Ta2O6高。Yoshioka K等研究了SrTa2O6、Sr4Ta2O9、Sr5Ta4O15 、Sr2Ta2O7 对水的催化活性,发现它们的催化活性依次为Sr2Ta2O7 > Sr5Ta4O15 > SrTa2O6 > Sr4Ta2O9,这主要是由于它们的晶型结构的不同。 ZnSeS类化合物能够形成固溶体,且能隙较窄,许云波等采用化学共沉淀法制备了掺杂Cu、In的ZnSeS光催化剂,研究发现:在ZnSeS中掺杂Cu、In的摩尔分数为2%时其光吸收性能最好,最大吸收边红移至700nm;紫外光照射下该催化剂光分解水产氢的量子效率达到4.83%;催化剂具有良好的热稳定性和光学稳定性,反应100h其产氢性能没有衰减。具有立方晶型的Znln2S4,其带宽为2.3eV,具有可见光响应特征,且稳定性良,可用作光催化材料。Lei Z..等通过水热合成法制备了高比表面积的立方尖晶石结构的Znln2S4,负载2%Pt后在0.43mol/LNa2S-0.5mol/L Na2SO3溶液中的产氢率最大可达213µmol/h。Kudo A.等研究发现AgInZn7S9在无Pt助催化剂的情况下,可受可见光激发从含有SO32-或S2-的水溶液中制氢;负载Pt后催化活性更佳,最大产氢率可达970µmol/h。杨运嘉制备了Zn0.957Cu0.043S 和Zn0.999Ni0.001S,其中
Zn0.957Cu0.043S在可见光照射下,自K2SO3和Na2S
水溶液中释放出H2,Zn0.999Ni0.001S在N2流下、于770K热处理也可自K2SO3和Na2S水溶液中释放出H2。文丽荣等制备C60水溶液后,将其与Zn0.999Ni0.001S混合,并采用气相色谱法跟踪反应,发现氢气释放量是未加C60时的4倍多。由于C60为强电负性物质,与Zn0.999Ni0.001S混合后,可作为电子的浅势捕获阱,有效地抑制了电子和空穴的复合,从而促进了反应的发生。

韩国研发低成本耐腐蚀催化剂 可降低电解水制氢的成本

盖世汽车讯 推动以氢燃料汽车为代表的氢经济发展的关键是以低成本生产可以发电的氢气。制氢的方法有很多,如捕获副产品氢气、重组化石燃料获取氢气以及电解水制氢。其中,电解水制氢的方法是一种环保的方法,但是其中催化剂的使用是决定其效率和价格竞争力最重要的因素。因为,电解水装置需要使用铂(Pt)催化剂,以加速产氢反应以及提升耐用性。不过,虽然该催化剂的性能很好,但其成本很高,在价格方面不如其他制氢方法有竞争力。

(图片来源:韩国科学技术研究院)

根据电解质在水中的溶解状况,电解水装置也会不同。例如,采用质子交换膜(PEM)的装置,即使采用过渡金属制成的催化剂,而不是昂贵的铂基催化剂,也能够实现高速率的产氢反应。因此,有很多研究都专注于将该技术实现商业化。不过,虽然此类研究专注于实现高反应活性,但是提高此类易在电化学环境中腐蚀的过渡金属耐久性的研究却被忽视了。

据外媒报道,韩国科学技术研究院(KIST)的一个研究小组研发了一种催化剂,由具备长期耐久性的过渡金属制成,可以提高制氢效率,而且还通过克服非铂催化剂的耐久性问题,无需使用到铂。

该研究小组利用喷雾热解工艺,将少量钛(Ti)注入到低成本过渡金属磷化钼(MoP)中。由于钼价格低廉,且易于处理,因而常被用作能量转换和储能设备的催化剂,但是其弱点是容易被氧化,进而腐蚀。

研究人员发现,在催化剂合成过程中,每种材料的电子结构完全得以重构,最终实现了与铂催化剂相同的析氧反应(HER)活性。电子结构的改变解决了高腐蚀性的问题,因此该催化剂比现有的过渡金属基催化剂的耐久性提高了26倍,可加速实现非铂催化剂的商业化。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

氢气的制取方法有哪些

方法一、活泼金属与酸反应(稀硫酸或稀盐酸)
方法二、电解水
方法三、水煤气法(用碳与水蒸汽在高温下反应生成氢气和一氧化碳)
方法四、高效催化剂使水在常温下分解为氢气和氧气
方法五、甲烷在高温下分解为单质碳和氢气(分解生成的单质碳用途很大)

氢气的化学性质,物理性质是什么?有什么用途

化学性质:氢气常温下性质稳定,在点燃或加热的条件下能多跟许多物质发生化学反应。
1、可燃性(可在氧气中或氯气中燃烧):2H2+O2=点燃=2H2O(化合反应)
2、还原性(使某些金属氧化物还原):H2+CuO 

 Cu+H2O(置换反应)
物理性质:
1、氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,相同体积比空气轻得多)。
2、因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。
3、在101千帕压强下,温度-252.87 ℃时,氢气可转变成淡蓝色的液体;-259.1 ℃时,变成雪状固体。
4、如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性(特别是被钯吸附)。金属钯对氢气的吸附作用最强。
5、当空气中的体积分数为4%-75%时,遇到火源,可引起爆炸。
用途:

1、在气象部门可用于气象探测氢气球的填充。
2、航天领域上可用于航天燃料推进剂。
3、化学反应的还原剂,石化反应中的加氢反应等。
4、新开发的氢能源领域,如氢能源汽车,氢能源发动机,氢能源锅炉等都在研制开发中。



扩展资料

制取氢气的方法
1、用氧化亚铜作催化剂并用紫外线照射从水中制取氢气。
2、用新型的钼的化合物做催化剂从水中制取氢气。
3、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。
4、陶瓷跟水反应制取氢气。
5、生物质快速裂解油制取氢气。
6、从微生物中提取的酶制氢气。
7、用细菌制取氢气。
8、用绿藻生产氢气。
9、有机废水发酵法生物制氢气。
10、利用太阳能从生物质和水中制取氢气。
参考资料:搜狗百科——氢气
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