溫室氣體變氫氣，新方法解決儲存問題

材料牛注：眾所周知，氫氣是非常清潔的能源，但一直無法解決儲存與運輸問題。而CO₂作為溫室氣體會引起了溫室效應，導致全球變暖。近年來，南加州大學的研究人員將CO2與氫氣，毫不相干的兩者通過甲醇聯系在了一起，既能解決儲氫問題，又能解決溫室效應。現在讓我們來一探究竟吧！

我們向氫燃料動力車和氫電池智能手機的目標又邁進了一大步。據近年來發表在期刊Nature Communications上的研究表明，南加利福尼亞大學（USC)的研究人員發現了一種將溫室氣體轉變為氫燃料的綠色方法。他們相信是自己首先發現了這一方法。研究人員始終面臨一個難以攻克的挑戰：那就是如何既不產生環境污染，又能高效生產和存儲氫，而這一挑戰正阻礙著這項技術的發展和商業化。

南加州大學(USC)洛克爾碳氫化合物研究所的化學家發現了一種新方法，即通過甲酸脫氫的方法來生產氫氣，同時還可以回收有害的二氧化碳。而且，與之前的方法的不同之處在于，他們開發使用的催化劑可以催化甲酸在其內部進行氫氣的釋放，并且不會產生更多的污染物。

自然界的甲酸通常產生于蜜蜂和螞蟻蜇傷的毒液中，或通過植物的腐敗而產生。它也可以通過二氧化碳與氫氣的反應來獲得。正因為它的這一特點吸引著科學家們將它用來作為氫氣的載體和儲存容器。該項目研究的負責人，南加州大學Dornsife學院化學系的副教授Travis J. Williams說道：“甲酸能作為氫氣的載體，這一點非常重要，因為我們可以有效地從二氧化碳中獲取大量的甲酸，而二氧化碳是導致全球氣候變暖問題的核心問題。

“棘手的問題”

氣候變化是整個南加州大學（從地球科學到生物學等各類學科）的研究人員通過創新性的研究、測試和開發等進行研究和處理的棘手問題之一。Williams和洛克爾碳氫化合物研究所的其他化學家們一直致力于尋找將二氧化碳轉化為清潔的、可再生的能源和材料的解決方案。Williams指出：在之前的研究中，科學家們嘗試了多種用甲酸來儲存氫的方法，并盡量降低毒性和最大限度提高能源利用效率，但是成果有限。而我們進行的這種脫氫的方法能夠實現這些目標，而且它是更加安全的，可持續的。Williams說道：“如果你不想讓你的桌面設備等東西消耗你發動機里面的燃料，那么我們的脫氫反應就是一個很好的選擇方式。”

可再生催化材料和未加水的甲酸

化學家開發了一種新的銥基催化劑用來生產氫氣，這種方法優勢非常顯著。優于其暴露在空氣中時也不會分解，使得它應用于車輛或其他設備的前景非常理想。另外，催化劑是可重復使用的，從某種意義上說也許是取之不盡，用之不竭的。Williams 繼續說道；“事實上，我們認為催化劑能一直保持活性。這幾個月來我們通過220萬次的循環使用來證明它的活性了。從這一點上來說，催化劑仍具有活性，而我們已經對實驗感到厭煩了。”這對于想將氫氣作為燃料來生產和儲存的人來說將會省下一大筆錢，他繼續說道。

在他們的研究中，研究人員專門使用了neat甲酸。“就像蘇格蘭的威士忌，‘干凈’就意味著不添加水或者溶劑，”Williams解釋道：“這個問題很重要，因為當你用的能量是從液體燃料中釋放出來的，盡可能少的添加物的燃料是非常好用的。如果每磅或每加侖液體中有兩倍多的燃料，那么一箱油將足夠你的車行駛兩倍的距離。”

參考原文鏈接：Chemists turn greenhouse gas into hydrogen fuel

本文由編輯部王宇提供素材，黃敏編譯，李銳審核，點我加入材料人編輯部。

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