低成本制氢技巧研究论文

为了寻求经济实用的制氢方法，各国科学家都在努力探索。除了我们上面谈到的传统制氢方法之外，近些年国外又发现了一些新的方法。这些新的制氢技术主要有：

用氧化亚铜做催化剂从水中制取氢气国外有研究人员将0.5克氧化亚铜粉末加入到0.2升的蒸馏水中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460～650纳米的可见光进行照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。研究人员用这种方法共进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。

实验过程中发现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就会减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。日本东京技术研究所计划进一步研究如何提高氢的产生效率，同事研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。

用新型的钼化合物从水中制氢

西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，仅需要很少的成本就会使水分解。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。如果用氢做原料，用这种方法从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633千米。

用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解法制氢以前，曾经有人发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本打算应用这一方法制氢，但由于氢和氧的生成量较少，在经济上不划算，从而中断了这一研究。

不久前的研究成果表明，同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法能够把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”之所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水被分解为氢和双氧水，而双氧水经过光催化反应又可分解成氧和氢。

稍稍令人遗憾的是，超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氢的生成量却比较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产氢量增加。

（绿色合成具有优异光解水性能的三元催化剂） 湖南日报·新湖南客户端3月21日讯(通讯员 赵园园)近日，由湘大土木工程与力学学院张平教授、尹久仁教授和丁燕怀教授组成的团队在光解水方面的研究取得了突破性进展，相关成果以“Solid-state, Low-cost and Green Synthesis and Robust Photochemical Hydrogen Evolution Performance of Ternary TiO2/MgTiO3/C Photocatalysts”发表于国际期刊iScience。 该期刊属于Cell的综合性子刊，主要关注自然科学各个领域最前沿的研究工作。杨忠美博士和蒋运鸿博士为论文共同第一作者，丁燕怀教授和张平教授为本文的共同通讯作者(论文链接： https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.03.009)。 （TiO2/MgTiO3/C的低倍TEM图及其不同光照条件下光催化产氢的视频截图） 团队利用一种绿色、低成本方法制备了一种高效三元催化剂TiO2/MgTiO3/C用于光解水产氢，整个制备过程不涉及任何有机溶剂和有毒副产物，其在一个模拟太阳光下产氢效率高达33.3mmol∙h-1∙g-1, 较商品化的P-25 TiO2提高了四倍以上,其在纯可见光下的产氢效率也达到1.46mmol∙h-1∙g-1。光电化学测试结果表明该催化剂在紫外光区的IPCE(the incident photon to charge carrier generation efficiency)效率接近90%，而在400nm~ 470nm的IPCE效率也有较大程度的提高。迄今为止，在已报道的克级制备的同类型催化剂材料中其光催化产氢效率最高，相关成果已经申请发明专利保护。 该研究工作得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅重点项目、湖南省研究生创新基金、力学国家重点学科、化工模拟与增强国家级工程中心的支持和资助。张平教授、尹久仁教授和丁燕怀教授课题组长期从事交叉学科的研究，课题组成员具有力学、材料学、计算模拟等方面的研究背景，近来年课题组成员在Energy & Environmental Science, Nature Communications, Journal of Materials Chemistry A，Nanoscale，Carbon，Journal of Membrane Science和中国科学等知名期刊发表论文20余篇，申报国家专利10余项。 [责编:曹漾] [来源:湖南日报·新湖南客户端]