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氫能社會
NCCR開發自愈儲氫催化劑
更新時間:2019-5-8 8:21:37     來自:氫能源網(翻譯)  【打印此頁】  【關閉

據外國媒體報道:NCCR MARVEL研究人員發現了一種自愈催化劑,可用于氨硼烷的水解脫氫釋放氫。催化劑SION-X以豐富的Jacquesdietrichite礦物為基礎,具有可持續性,空氣穩定性,易于再生,儲存和處理。

這些特征意味著它具有與現有催化劑相比的顯著優點,可以用于生產清潔和可再生氫載體。該研究發表在Journal of Materials Chemistry A。

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近年來,一些研究集中在硼 - 氮基(B-N)氫化物化合物上,因為它們能夠儲存和釋放大量的氫氣。在這些化合物中,最簡單的氨硼烷(AB)特別有前景,因為它不會在水中自發水解,具有高氫氣含量,低分子量,無毒并且在水和氫氣中都具有特別高的穩定性。因此,它具有在船舶中應用的巨大潛力。

就技術而言,室溫下的水解已被證明是從AB釋放氫的最良性和有效的方法,無需升高的溫度或任何其它有毒和昂貴的溶劑。然而,通常需要催化劑來驅動AB的水解。雖然存在一系列能夠有效地從AB釋放氫的催化劑,但它們存在許多缺點?;詮蠼鶚艫?/span>催化劑成本較高,不可持續,并且對于大規模應用是不可行的。非貴金屬催化劑空氣中不穩定并且易于氧化,因此需要特殊的處理和儲存,并且難以再生。除此之外,在幾個反應循環后,催化活性部分降低或甚至完全失效。

這些缺點激發了由EPFLNCCR MARVELKyriakos C. Stylianou博士領導的研究人員試圖尋找更好的催化劑。理想的候選者應該基于豐富的元素,空氣穩定,易于再生,儲存和處理。為了滿足上述特點,研究人員認為再生或自我修復 - 催化劑在正常操作過程中自發修復的能力 - 是最具吸引力的。實際上,它對于實際應用至關重要,因為催化劑的穩定性與其經濟可行性直接相關。

他們的新型,自我修復的可持續催化劑,一種用于氨硼烷水解脫氫的自愈催化劑,似乎符合要求。被稱為SION-X的催化劑是JacquesdietrichiteCu2 [BO)(OH2]OH3)的合成形式,這種礦物首先在1999年在摩洛哥的Tachgagalt礦中發現??蒲Ъ頤鞘紫然竦盟鶚粲謝羌埽?/span>MOF)和AB之間的反應殘余物暴露于空氣后,成為藍色粉末。當他們在AB水解中使用SION-X時,他們在約45分鐘內獲得了超過90%的H 2轉化率。在此過程中,它轉化為銅(0)納米顆粒。當將反應混合物暴露于空氣時,SION-X的藍色粉末自我愈合并由銅(0)納米顆粒重整。他們能夠進行10個催化再生循環,SION-X的活性保持不變。

這種自我修復過程,其中催化劑在露天中恢復其結構完整性而無需加熱,壓力或電偏壓,對于延長催化劑的壽命非常重要,并使SION-X成為大規模使用的良好候選者。在沒有任何額外能量輸入的情況下,SION-X的自我修復催化作用為能量相關應用的多相催化提供了新的視角。

這項工作部分由NCCR MARVEL資助。

參考文獻:Discovery of a self-healing catalyst for the hydrolytic dehydrogenation of ammonia borane, F. Pelin Kinik, Tu N. Nguyen, Emad Oveisi, Bardiya Valizadeh, Fatmah Mish Ebrahim, Andrzej Gladysiak, Mounir Mensi and Kyriakos Stylianou. DOI: 10.1039/C9TA02123J


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