研究人员在果冻中发现了一种强大的燃料催化剂

导致 Jell-O 著名的摇晃的成分可用于制造用于生产氢燃料的极具成本效益的催化剂。研究人员声称，他们的明胶衍生化合物可以与其更昂贵的铂基等效物的性能相媲美。

新的水分解材料由极薄的金属碳化物片组成，这是一种几乎随处可见的廉价地球元素。添加明胶作为催化剂的基础，可以将水分解为其组成分子。

加州大学伯克利分校 (UC)的研究 人员正在寻找一种更有效的方法来破坏水分子的牢固键。这样做可以释放氢气，而氢气如今已成为一种非常有价值的能源。这种气体由燃料电池燃烧产生清洁能源，为车辆提供动力。它还可以用于存储来自太阳能公园和风电场的可再生能源，这些能源利用它们在高峰时段产生的多余能量来生产氢燃料供以后使用。

从摇摇欲坠的果冻中创造更有效的催化剂

通过使电流流过水气，可以将水气催化成氧气和氢气。这最初是通过将电极放入装满水的容器中来实现的。在过去的二十年里，研究人员提高了催化剂的效率，直到它适合大规模使用。由于减少空气污染的愿望，仅在过去十年中，通过电催化产生的氢气量就显着增加。

然而，最广泛使用的制氢方法仍然会产生空气污染物形式的不需要的副产品。需要一种更有效、更便宜的电解水解催化剂来克服这一障碍。

加州大学伯克利分校的研究人员相信他们的新催化剂可以在这方面有所帮助。制作它就像制作一份果冻一样简单;在干燥混合物之前，只需将明胶、金属离子和水混合即可。

“我们相信，当明胶干燥时，它会一层一层地自我组装，”研究员 Liwei Lin 解释说，他也是该论文的资深作者。“金属离子是由明胶携带的，所以当明胶自组装时，你的金属离子也会排列成这些平面层，这些平面层就是让 Jell-O 具有独特的镜面状表面的原因。”

加热后，混合物中的金属离子与明胶中的碳原子发生反应。它们产生纳米薄层金属碳化物，这是非常有效的催化剂。

基于明胶的金属碳化物催化剂可以匹配更昂贵的铂催化剂

研究人员使用钴、钼或钨离子创建了三种不同的明胶混合物。他们通过使用它们从水中生产氢燃料来测试由此产生的金属碳化物催化剂的效率。

碳化钼被证明是最有效的混合物。碳化钨紧随其后。有趣的是，虽然碳化钴被证明是最不有效的混合物，但在钼-明胶混合物中添加少量钴离子会提高其效率。研究人员认为，其他形式的碳化物可以实现类似或更大的改进。

该催化剂通过其二维形状实现其有效性。金属碳化物片材只有纳米厚，为它们的重量提供了很大的表面积。与水接触的表面积越大，效率就越高。

“我们发现其性能非常接近由铂和碳制成的最佳催化剂，这是该领域的黄金标准，”林解释道。“这意味着我们可以用我们的材料代替非常昂贵的铂金，这种材料是通过非常可扩展的制造工艺制成的。”