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新型液态铂催化效率千倍于固体铂金 燃料电池等应用料受益

发布时间:2022-08-22 10:09:54 来源:新利18体育娱乐在线 作者:18luck新利体育官网登录

  据报道,澳大利亚的研究人员通过将少量铂与镓混合,创造出一种能在室温下保持液态的铂。这种新的液体铂比固体铂催化剂更能有效地执行催化反应,而且使用的金属要少得多。

  众所周知,铂是许多不同反应的强大催化剂,最常用在燃料电池和净化汽车排放物的催化转化器中。然而,问题是它是地球上最稀有和最昂贵的金属之一,限制了使用铂催化剂的设备的规模。因此,科学家们一直在试验新的方法来减少这些设备所需的铂量,甚至完全移除铂。

  现在,澳大利亚的研究人员发现了一种新方法,可以大幅减少这些反应所需的铂量。该团队没有将铂原子固定在固体基质上,而是找到了一种将它们悬浮在液体中的方法,使其更高效、可重复使用。这项研究成果已于近期发表在了《自然化学》杂志上。

  具体而言,研究人员首先在大约300°C(572°F)的温度下,将铂溶解到镓中几个小时。然后,一旦混合物冷却下来,它就会变成另一种催化材料,在镓的低熔点29.8°C(85.6°F)以上保持液态。这远远低于铂金的通常熔点1768℃(3215°F)。

  据称,由此产生的材料具有一些惊人的特性。它可以进行氧化和还原反应,即向物质中加入或除去氧。即使铂在合金中只占0.0001%的原子,这种液体催化剂的效率也比由10%的铂金组成的固体催化剂高一千多倍。更好的是,副产品不会像固体催化剂那样堆积并降低其效果。

  此外,在对液体催化剂的进一步观察中,研究小组发现铂的两个原子从来没有相互接触过,它们仍然分散在镓中。奇怪的是,铂似乎对周围的镓产生了影响,而镓反而起到了催化作用。

  该研究的作者之一Andrew Christofferson博士说,“铂实际上在表面以下一点,它正在激活周围的镓原子。因此,在铂的影响下,镓发生了神奇的变化。但是没有铂金,这就不会发生。这与我所知道的任何人展示的任何其他催化作用完全不同。”

  研究小组表示,这项新技术展示了一种进一步扩大铂供应量的方法,允许使用更小的量来达到相同甚至更强的催化效果。这也会降低成本,让有效的催化剂得到更广泛的应用。

  最后值得注意的是,可以从该技术中收益的可能不仅仅是铂金。研究小组表示,这种液态金属催化剂可以与1000多种其他元素的组合进行测试,从而产生同样多的不同反应,而这些也将是未来工作的重点。