突破性制氢方法利用塑料替代稀缺昂贵的铂金

消除该系统中对铂金的需求，是迈向社会可持续氢气生产的重要一步。

科学家们推出了一种不使用稀缺且昂贵金属铂的新方法生产氢气。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员展示了如何高效、可持续且低成本地生产氢气。

他们利用阳光、水和微小的导电塑料颗粒。查尔姆斯大学研究员亚历山大·霍姆斯介绍，该过程使用了大量微小的导电塑料颗粒。这些颗粒浸入水中后，能与阳光及其周围环境相互作用。

开发无需铂金的高效光催化剂

"开发无需铂金的高效光催化剂一直是该领域的长期梦想。通过对导电塑料颗粒进行先进材料设计，我们能够在无需铂金的情况下高效、可持续地生产氢气——成本大幅降低，性能甚至可能超越铂基系统。"霍姆斯说。

研究团队指出，氢气在全球追求可再生能源的过程中发挥着关键作用。尽管使用氢气时仅产生水作为副产品，但在实现大规模且环境友好地生产氢气之前，仍存在重大挑战。

利用阳光和水生产氢气时，使用铂金作为助催化剂是一个主要挑战。地球的铂金储量有限，且开采过程对环境和人类健康构成风险。此外，铂金生产仅集中在少数国家，例如南非和俄罗斯。

导电塑料的先进材料设计

研究人员透露，新方法的关键在于过程中使用的导电塑料的先进材料设计。这种被称为共轭聚合物的塑料能有效吸收光，但通常与水相容性较差。

通过在分子水平调整材料特性，研究人员使该材料的亲水性显著增强。

"我们还开发了一种将塑料制成纳米颗粒的方法，可增强与水的相互作用并促进光转氢过程。这种改进源于颗粒内部更松散、更亲水的聚合物链。"霍姆斯补充道。

在查尔姆斯大学化学实验室的反应器中，肉眼可以轻易看到氢气气泡的形成——这表明光催化反应正在高效进行。根据新闻稿，研究团队的下一个重要步骤是仅使用阳光和水、不添加任何辅助化学物质来实现制氢过程。

目前，他们使用维生素C作为所谓的牺牲抗氧化剂。通过提供电子防止反应停滞，这在实验室中可以实现较高的产氢速率。王教授在新闻稿中解释，要实现真正可持续的太阳能制氢，目标是在仅有阳光和水输入的情况下，将水分子同时分解为氢气和氧气。

消除该系统中对铂金的需求，是迈向社会可持续氢气生产的重要一步。

"我们现在开始探索旨在无需添加剂实现整体水分解的材料和策略。这还需要几年时间，但我们相信我们正走在正确的道路上。"查尔姆斯大学化学与化学工程系教授、研究负责人王二刚说。

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