对氢经济进行严峻考验

时间：2022-06-01 10:36:46来源：

由筑波大学应用物理研究所领导的一组研究人员展示了一种通过用石墨烯层覆盖来生产耐酸催化剂的方法。他们表明，在析氢反应过程中，使用少量层可以提高质子的穿透性，这对于在生产 H2 作为燃料时最大化效率至关重要。这项工作可能会导致工业规模的氢制造，作为对气候变化没有贡献的车辆的完全可再生能源。

氢动力汽车的梦想让许多人兴奋不已，因为它可以解决每天向大气排放大量二氧化碳的化石燃料汽车。然而，由于缺乏有效分解水所需的廉价催化剂，氢气的生产已经放缓。在这个过程中，称为质子的氢核需要结合形成氢气 H2。镍和镍基合金被视为铂金的有希望的廉价替代品，但这些金属在反应的酸性条件下容易腐蚀。一种解决方案是使用石墨烯(以蜂窝晶格排列的单片碳原子)来保护催化剂。然而，反应发生的机制仍然知之甚少。

现在，由筑波大学领导的一项国际研究合作表明，使用三层五层石墨烯可以有效地防止腐蚀，同时仍然可以通过蜂窝结构中的缺陷部分让质子在催化剂上结合。此外，他们发现随着石墨烯层数的增加，催化效率呈线性下降。“这一结果使我们得出结论，质子必须穿透石墨烯层才能在金属表面发生反应”，该研究的资深作者胡凯龙博士说。另一种解释是电子从金属向上传播，因此质子可以在石墨烯的外表面发生反应，这不是实验支持的主要反应过程。

“氢燃料特别环保，因为它产生零温室气体，并且仍然具有比汽油更大的能量密度，”Yoshikazu Ito 教授解释说。“因此，我们可能很快就能踩上加速器而不留下碳足迹。”

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