室温下无需能量输入，纳米粒子让水源源不断地分解出氢
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室温下无需能量输入，纳米粒子让水源源不断地分解出氢
氢气是我们寄予厚望的未来能源，清洁且蕴藏丰富——只要科学家们能够找到在不使用化石燃料的情况下以实用且廉价的方式分解水的方法。
一项新的研究让我们朝着这个方向又迈出了有希望的一步。
一种相对简单的方法，涉及铝纳米粒子，能够从水分子中剥离氧并留下氢气。
这个过程会产生大量的氢气，而且仅需室温条件。
这消除了氢燃料生产的一大障碍：现行方法需要大量电力。
这种技术也适用于任何类型的水，包括废水和海水。
加州大学圣克鲁兹分校 (UCSC) 的材料科学家 Scott Oliver 说：“我们不需要任何能量输入，它会像疯了似的冒出氢气。我从来没有见过这样的事。”
关键步骤是使用镓金属来实现与水的持续反应。这种铝-镓-水反应已经为人所知了几十年，但在这里，该团队以一些特定的方式对其进行了优化和增强。
在扫描电子显微镜和 X 射线衍射技术的帮助下，研究人员找到了可以最高效率生产氢气的铝和镓最佳混合比例：3:1。
富含镓的合金在去除铝的氧化物涂层(通常会阻止与水的反应)和生产能够更快反应的铝纳米颗粒方面发挥双重作用。
“镓将纳米粒子分开，防止它们聚集成更大的粒子。”加州大学加州大学有机化学教授 Bakthan Singaram 说。“人们一直在努力制造铝纳米颗粒，而我们在正常大气压和室温条件下制造了它们。”
研究人员报告说，混合方法并不复杂，复合材料浸入环己烷中可以储存至少三个月，液封是为了防潮，否则会降低其功效。
铝比镓更丰富且更易获得，因为它可以来自回收材料。但是在这个过程中，镓可以被回收并多次重复使用而不会失去其有效性。这是新技术令人满意的另一条要素。
未来还有很多工作，尤其是要把相关工艺流程从实验室扩大到工业规模。然而，早期迹象表明，这是具有很大生产潜力的方法。
研究人员在论文中总结道：“总的来说，富含 Ga 的 Ga-Al [富含镓的镓-铝] 混合物在室温下产生大量氢气，无需能量输入、材料操作或pH值调节。”
该研究已发表在《应用纳米材料》上。
https://www.sciencealert.com/clean-fuel-breakthrough-turns-water-into-hydrogen-at-room-temperature
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