據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)教授雷蒙德·薩克領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，由儲量豐富且廉價的磷和鎳構(gòu)成的磷化鎳納米粒子可以成為制氫反應(yīng)的催化劑，為該反應(yīng)提速，最新研究將讓更廉價的清潔能源技術(shù)成為可能，相關(guān)論文將發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

    為了制造出磷化鎳納米粒子，研究團隊使用經(jīng)濟上可行的金屬鹽進行試驗。他們讓這些金屬鹽在溶劑中溶解，并朝其中添加了另外一些化學(xué)元素，然后加熱溶液，最終得到了一種準球形的納米粒子——其并非完美的球形，因為擁有一些平的暴露的邊角。薩克解釋道：“納米粒子個頭小，但表面積很大，而且，暴露的邊緣上有大量的點可以為制氫反應(yīng)提速。”

    接下來，加州理工學(xué)院化學(xué)系教授內(nèi)森·劉易斯領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊對這種納米粒子在反應(yīng)中的催化表現(xiàn)進行了測試。研究人員首先將該納米粒子放在一塊鈦金屬薄片上，并將薄片沒入硫酸溶液中，隨后施加電壓并對生成的電流進行了測試。結(jié)果表明，化學(xué)反應(yīng)不僅按照他們所希望的那樣發(fā)生了，效率也非常高。

    薩克解釋道，磷化鎳納米粒子的主要作用是幫助人們從水中制造出氫氣，這一反應(yīng)對很多能源生產(chǎn)技術(shù)，包括燃料電池和太陽能電池來說都很重要。水是一種理想的燃料，因為其廉價且豐富，但我們需要將氫氣從中提取出來。氫氣的能量密度很高且是很好的載能體，但產(chǎn)生氫氣會耗費能量。

    科學(xué)家們一直在尋找廉價的催化劑以便讓水制氫反應(yīng)更加實用且高效。薩克表示：“鉑可以很好地完成這件事，但鉑昂貴且稀少。我們一直在尋找替代鉑的材料。此前有科學(xué)家預(yù)測，磷化鎳會是好的‘替身’，我們的研究結(jié)果也表明，在制氫反應(yīng)中，磷化鎳納米粒子的表現(xiàn)的確可以和目前鉑的效果相媲美。”

    薩克說：“納米粒子技術(shù)有望讓我們獲得更廉價且更環(huán)保的能源。接下來，我們打算進一步改進這些納米粒子的性能并厘清其工作原理。最新技術(shù)有望啟發(fā)我們發(fā)現(xiàn)其他也由儲量豐富的元素組成的催化劑，甚至其他更好的催化劑。”

    美國國家科學(xué)基金會和美國能源部對該研究提供了資助。