澳洲研究人员将采矿废料用于催化剂 可降低氢燃料生产成本

据外媒报道，研究人员发现了一种方法，可在潜在低成本催化剂中使用部分采矿废料，以生产氢燃料。

（图片来源：昆士兰科技大学）

通过水裂解反应生产氢气，需要用稀有的铂（1450美元/盎司）、铱（1370美元/盎司）和钌（367美元/盎司）来触发反应，或者是价格更低但略具活性的金属，包括钴（70000美元/吨）、镍（26000美元/吨）和铁（641美元/吨）。

昆士兰科技大学化学物理学院（QUT School of Chemistry and Physics）和昆士兰科技大学材料科学中心（QUT Centre for Materials Science）的Ziqi Sun教授和昆士兰大学化学工程学院（School of Chemical Engineering at the University of Queensland）的Hong Peng博士领导了一项研究，仅使用少量这些活性金属，就可以制造出一种新催化剂。研究人员将这些活性金属与采矿废料中的长石、铝硅酸盐岩石矿物结合在一起。据介绍，为了处理这些矿物废料，有的公司大约需要每吨花费30美元。

在这项实验中，研究人员使用带纳米涂层的热活化长石，来触发水裂解反应，该纳米涂层中仅含1-2%的低成本活性金属。Sun教授表示：“水分解涉及两类化学反应，一类是与氢原子发生反应，另一类是与氧原子发生反应，以使其分开。新的纳米涂层材料激发了析氧反应，该反应控制着整个水分解过程的整体效率。”

研究人员表示，镀钴长石最为有效，而且对新催化剂进行优化，可以看到其表现优于原始金属，甚至可以媲美铂金属的卓越效率。对于锂离子电池和其他依赖电化学转换的可持续能源解决方案来说，新催化剂可能还有助于降低成本。“像特斯拉这样的公司，可能会将这项技术用于能源生产、新电池技术等先进的能源储存解决方案，以及可再生燃料。”

研究人员希望在中试规模上测试这些催化剂。Sun教授表示：“澳大利亚拥有丰富的铝硅酸盐，而且这种改性过程很简单，因此，这种新型催化剂很容易实现工业化生产。”

长石约占地壳含量的60%。铝硅酸盐在化学上是惰性的，然而加热造成的缺陷，有利于化学反应和电子传输。Peng博士表示：“铝硅酸盐普遍存在于各种采矿尾料中，价格非常便宜，矿业公司通常需要花钱处理这些尾料。”