东方时讯网新加坡国立大学(NUS)的一组研究人员取得了一项偶然的科学发现，这可能会彻底改变水分解释放氢气的方式——氢气是许多工业过程的关键元素。
由新加坡国立大学设计与工程学院(NUSCDE)材料科学与工程系的薛军民副教授、王晓鹏博士和VincentLeeWeeSiang博士领导的研究小组发现，光可以触发新的广泛用于水电解的催化材料的机理，其中水被分解成氢气和氧气。结果是一种更节能的获得氢气的方法。
这一突破是与科学、技术和研究局(A*STAR)下属化学品、能源和环境可持续发展研究所的奚世博博士合作实现的;A*STAR高性能计算研究所于志根博士;和国大CDE机械工程系的王浩博士。
“我们发现电催化反应的氧化还原中心在金属和氧气之间切换，由光触发，”Assoc说。薛教授。“这大大提高了水电解效率。”
这一新发现可能会开辟新的、更有效的制氢工业方法，并将这种环保的燃料来源提供给更多人和行业。
副教授。薛教授和他的团队在2022年10月26日发表在《自然》杂志上的一篇研究论文中详细介绍了他们的发现。
意外的突破
在正常情况下，Assoc.薛教授和他的团队可能没有遇到过这样的突破性发现。但大约三年前，他实验室的天花板灯意外断电，使他们能够观察到全球科学界尚未设法做到的事情。
那时，Assoc的天花板灯。薛教授的研究室通常是24小时开机。2019年的一个晚上，因停电而熄灯。第二天，当研究人员返回时，他们发现在黑暗中继续进行的水电解实验中，一种羟基氧化镍基材料的性能急剧下降。
“这种性能下降，以前没有人注意到它，因为没有人在黑暗中做过实验，”Assoc说。薛教授。“此外，文献说这种材料不应该对光敏感;光不应该对其特性产生任何影响。”
水电解中的电催化机理是一个研究得很好的课题，而镍基材料是一种很常见的催化材料。因此，为了确定他们即将发现突破性的东西，Assoc。薛教授和他的团队进行了多次重复实验。他们深入挖掘了这种现象背后的机制。他们甚至在新加坡以外的地方重复了实验，以确保他们的发现是一致的。
三年过去了，副教授。薛教授和他的团队终于能够在一篇论文中公开分享他们的发现。
下一步
根据他们的发现，该团队现在正致力于设计一种新的方法来改进工业过程以产生氢气。副教授。薛教授建议将含有水的细胞制成透明的，以便将光引入水分解过程。
“这应该在电解过程中需要更少的能量，并且使用自然光应该更容易，”Assoc说。薛教授。“可以在更短的时间内生产更多的氢气，消耗更少的能源。”
食品公司使用氢气将不饱和油和脂肪转化为饱和油和脂肪，从而为我们提供人造黄油和黄油。氢气也用于将金属焊接在一起，因为它可以产生4,000摄氏度的高温。石油工业使用这种气体来去除油中的硫成分。
此外，氢气可以潜在地用作燃料。长期以来，氢燃料被吹捧为一种可持续的燃料，它在与氧气反应时燃烧时不会产生排放——不需要点火，使其成为一种更清洁、更环保的燃料来源。它也更容易储存，比太阳能电池更可靠。
副教授。薛教授很高兴他的研究团队的研究结果可以为科学发现做出贡献。他认为发展科学的方法不是不断寻找新的方法来做已经做过的事情，而是不断突破界限。
“只有通过积累新知识，我们才能逐步改善社会，”Assoc说。薛教授。