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麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種簡單的方法，可以在需要的時間和地點使用廢鋁和水生產(chǎn)清潔的氫燃料。
隨著世界努力擺脫化石燃料并將其碳排放降至最低，許多研究人員正在研究清潔的氫燃料能否在各個領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
氫燃料可用于噴氣發(fā)動機、發(fā)電和運輸，甚至可用于可再生能源的長期儲存。但是，雖然使用氫氣不會產(chǎn)生碳排放，但通常會產(chǎn)生碳排放。如今，幾乎所有的氫都是通過以化石燃料為基礎(chǔ)的工藝生產(chǎn)的，這導(dǎo)致了全球溫室氣體的排放。此外，氫的廣泛使用通常需要從生產(chǎn)地點運輸?shù)绞褂玫攸c，這意味著它的使用也帶來了物流方面的挑戰(zhàn)。
Laureen Meroueh博士和麻省理工學(xué)院的Douglas Hart教授和Thomas Eager教授提出了另一種生產(chǎn)氫的方法，這種方法可能來自一個令人驚訝的來源:鋁與水反應(yīng)。金屬鋁在室溫下容易與水反應(yīng)生成氫氧化鋁，同時釋放出氫氣。
根據(jù)研究人員的說法，有兩個主要的問題使鋁不能作為一種安全、經(jīng)濟的氫生產(chǎn)來源。第一個問題是鋁更容易與空氣中的氧氣反應(yīng)，形成氧化鋁。這層氧化鋁自然地包裹著原始金屬，防止它直接與水接觸。因此，要使反應(yīng)發(fā)生，只需確保鋁表面清潔，并防止氧化層在反應(yīng)進行時重新形成。
第二個問題是，純鋁的開采和生產(chǎn)是能源密集型的，對環(huán)境不友好。因此，研究人員更傾向于使用廢鋁(通常以合金形式出現(xiàn))而不是純鋁作為燃料來源。廢鋁通常與硅、鎂或兩者混合，以獲得額外的性能，如強度和耐腐蝕性。
為了防止氧化層附著在鋁表面，研究小組在廢鋁上涂上了鎵和銦的共晶混合物。這種混合物在室溫下保持液態(tài)，同時能夠穿透氧化鋁并釋放氫氣。
Meroueh列舉了他們使用的方法的幾個好處。“你不需要為鎵-銦共晶材料施加任何能量，就能在鋁上發(fā)揮神奇的作用，去除氧化層，”她說。“一旦你激活了鋁，你可以把它放在水中，它就會產(chǎn)生氫——不需要能量輸入。”有趣的是，共晶并不與鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在這個過程的最后，鎵和銦可以回收并再次使用——這是一個有價值的特點，因為鎵和(尤其是)銦價格昂貴，而且相對供應(yīng)不足。
研究表明，鋁可以作為氫的來源，可以安全地儲存和運輸。哈特說:“使用鋁作為我們的來源，我們可以‘存儲’氫，其密度比我們以壓縮氣體的形式存儲的氫大10倍。”
研究人員指出，這種產(chǎn)生氫氣的方法不會產(chǎn)生任何溫室氣體排放，而且有望解決任何有水的地方的交通問題。
摘譯自：World of chemicals
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