俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院博列斯科夫催化研究所專家研發(fā)出基于多層碳納米管的催化劑，用以從甲酸中獲取氫燃料。

目前，分子氫被認(rèn)為是最具前景的綠色替代能源之一。而問題在于，游離態(tài)的氫屬于最輕氣體，同時也是沸點最低的氣體之一。氫氣易燃易爆，因此難以儲存和運輸。全世界都在尋找有助于儲存和運輸氫的有機物。

甲酸則是最具前景的材料之一。它能夠確保氫的高含量（4.4wt%，即從1克甲酸中可以獲得0.044克的氫），保持化學(xué)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性，并且無毒。此外，甲酸可以通過處理生物質(zhì)獲得，也就是說是一種廉價且能夠持續(xù)再生的資源。

甲酸分解有兩種方式，脫氫和脫水。優(yōu)選第一種，因為在脫水過程中會釋放一氧化碳，對燃料電池催化劑有害。脫氫能夠形成由氫和二氧化碳組成的氣體混合物。

俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院催化研究所高級專家、化學(xué)副博士瑪麗亞·亞歷山德羅芙娜·卡扎科娃表示：“最緊迫的問題是研發(fā)用于甲酸脫氫的選擇性多相催化劑。目前廣泛使用的是基于貴金屬的催化劑，例如金、銀、鈀、鉑和釕，但這些化合物昂貴且難以獲得。因此，現(xiàn)在的研究都是為了尋找不含昂貴成分的替代物。基于過渡金屬和碳材料的催化劑就很適合。”

俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院催化研究所專家提出可把用納米鈷顆粒改性的多層碳納米管用作甲酸脫氫催化劑。

實驗用的多層碳納米管也在催化研究所制備。該機構(gòu)制造出一種每天可生產(chǎn)多達5公斤的納米管的裝置，而且完全有可能對其做進一步改進。專家還研究了碳納米管的結(jié)構(gòu)特點（平均直徑、壁數(shù)、缺陷）和功能成分對鈷納米顆粒的固定及所得樣本催化甲酸脫氫的能力有何影響。

卡扎科娃稱：“基于平均直徑9納米氧化碳納米管的催化劑的催化活性最強。催化活性增強也是將鈷濃度從3 wt%體升至15 wt%的結(jié)果，與平均直徑20納米多層碳納米管表面形成80%的鈷顆粒有關(guān)。因此，最好是鈷納米顆粒的濃度為15%，并直接置于納米管表面。”

專家希望通過改變多層碳納米管的各種參數(shù)，獲得用于甲酸脫氫的高活性和選擇性的廉價催化劑。

研究結(jié)果發(fā)表在《International Journal of Hydrogen Energy》雜志上。

來源：網(wǎng)易新聞