昆士兰科技大学的研究人员发现了一种使用采矿废物作为氢燃料生产潜在廉价催化剂的一部分的方法。
孙子奇和彭红领导的团队在《先进能源与可持续性研究》杂志上发表了这些发现。在他们的文章中，他们解释说，通常，产生氢气的水分解反应是使用铂触发的，铂的价格约为 1,450 美元/盎司，铱的价格为 1,370 美元/盎司，钌的价格为 367 美元/盎司。也使用更便宜但活性较低的金属，例如价格约为 70,000 美元/吨的钴、26,000 美元/吨的镍和 641 美元/吨的铁。
但他们提出了一种新催化剂的想法，该催化剂只需要少量的这些活性金属，并与长石结合，长石是在采矿废料中发现的铝硅酸盐岩石矿物，一些公司支付约 30 美元/吨来处理这些矿物。长石约占地壳的 60%。
在一系列实验中，科学家们使用加热活化的长石纳米涂层触发了水分解反应，纳米涂层仅含有 1-2% 的廉价活性金属。
“水分解涉及两个化学反应——一个是氢原子，一个是氧原子——使它们分离，”孙说。“这种新型纳米涂层材料引发了析氧反应，从而控制了整个水分解过程的整体效率。”
据 Sun 称，钴涂层长石非常有效，优化新催化剂可以看到它们的性能优于原材料，甚至可以与铂金属的卓越效率相媲美。他还说，铝硅酸盐在化学上是惰性的，但热量会导致对化学反应和电子传输有用的缺陷。
在他看来，新催化剂可能会降低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的成本。这就是为什么他的团队现在正在寻求以中试规模测试催化剂的原因。
“澳大利亚丰富的铝硅酸盐和这种改性过程的简单性应该使这种新催化剂的工业规模生产很容易实现，”孙说。
“像特斯拉这样的公司可能会将这项技术用于能源生产、先进的储能解决方案(如新电池技术)和可再生燃料。”
