更多廉價(jià)的清潔能源的出現(xiàn)可能將歸功于一種新技術(shù)——以美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)雷蒙德·奇科教授為首的研究小組，近日發(fā)明了一種新型催化劑。這種由鎳、磷納米顆粒組成的催化劑能有效地促使水分解出氫氣，而鎳與磷是地球上常見(jiàn)且廉價(jià)的化學(xué)元素。這一研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊上。

奇科表示，使用磷化鎳納米粒子的目的是為了從水中生產(chǎn)氫氣，這對(duì)于許多能源生產(chǎn)技術(shù)而言是重要的，其中就包括燃料電池和太陽(yáng)能電池。“水是一種理想的燃料供應(yīng)者，因?yàn)樗橇畠r(jià)且豐富的，但我們需要的是如何從中提取氫氣。”

氫具有高密度的能量也是一個(gè)巨大的能力載體，但它需要一定的能量才能從水中產(chǎn)生。奇科指出，科學(xué)家們一直在尋找一種廉價(jià)的催化劑來(lái)觸發(fā)這種化學(xué)反應(yīng)。目前這一過(guò)程通常由鉑充當(dāng)催化劑，但由于鉑昂貴且稀少，奇科和他的團(tuán)隊(duì)一直在尋找更好的替代品。

奇科說(shuō)：“曾有預(yù)測(cè)指出，磷化鎳納米顆?？赡苁呛芎玫?lsquo;候選人’。事實(shí)證明，磷化鎳納米顆粒確實(shí)是用來(lái)制備氫以及替代鉑的最佳人選。”

團(tuán)隊(duì)成員開始是通過(guò)市售的金屬鹽研制磷化鎳納米粒子，先將這些鹽在溶劑中溶解再加入其他化學(xué)成分，加熱后形成了納米粒子。研究人員創(chuàng)建出一個(gè)準(zhǔn)球形的納米——但不是完美的球，球的表面比較平以及有暴露出的邊緣。

“納米粒子的小尺寸可以創(chuàng)造出一個(gè)很大的表面積，暴露出的邊緣則意味著可以更好地催化產(chǎn)生氫氣的化學(xué)反應(yīng)。”奇科解釋道。

接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員在加州理工學(xué)院為催化劑進(jìn)行了相關(guān)的性能測(cè)試。在加州理工學(xué)院彌敦·路易斯、喬治·阿吉羅斯教授領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員將納米粒子放在一片鈦箔上，并將其浸泡在硫酸溶液中。接下來(lái)，研究人員采用測(cè)量了所產(chǎn)生電流的電壓，他們發(fā)現(xiàn)不僅有所期望發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，而且其效率也非常高。

奇科說(shuō)：“納米技術(shù)可以帶來(lái)更便宜、清潔的能源，這打開了一扇有效的大門?，F(xiàn)在我們的目標(biāo)是進(jìn)一步提高這些納米粒子的性能以及理解它們的功能。同時(shí)，我們相信團(tuán)隊(duì)能夠鋪平磷化鎳最終成為催化劑的道路。”