莱斯大学开发氨制氢催化剂

据外国媒体报道：莱斯纳米光子学实验室（LANP）在“科学”杂志上发表的一篇文章，描述了新的催化纳米粒子，它主要由铜和微量钌金属制成。测试表明催化剂可以催化光诱导的电化学过程，显着降低了光分解氨分子制取氢气和氮气的“活化势垒”，即所需的最小能量。该技术将有可能广泛的运用于氢能的储存上。

论文的第一作者是Halas，是莱斯大学Stanley C. Moore电气和计算机工程教授，化学，生物工程，物理和天文学，材料科学和纳米工程教授。

该过程开始于氨粘附或吸附到钌上，并且随着氨中的键逐个被破坏而进行一系列步骤。留下的氢和氮原子与另一个氢原子和氮原子结合后，形成氢气和氮气，然后从钌表面离开或解吸。最后一步证明是最关键的，因为氮对钌具有很强的亲和力并且喜欢粘附，这会阻止表面吸引其他氨分子。为了驱走它，必须为系统增加更多的能量。

LANP的铜 – 钌催化剂的效率来自光诱导的电子过程，该过程在钌反应位点产生局部能量，这有助于解吸附。

这种被称为“热载体驱动的光催化作用”的过程起源于不断旋转通过铜纳米颗粒的电子海洋。入射光的某些波长与电子海共振，并建立称为局部表面等离子体共振的节奏振荡。

等离子体可以用来增加短暂的高能电子的数量，称为“热载流子”打击金属。等离子体纳米粒子可以在“天线反应器”设计中与催化剂结合，其中等离子体纳米粒子充当天线以捕获光能并通过近场光学效应将其转移到附近的催化反应器。

该研究由空军科学研究办公室，韦尔奇基金会和国家科学基金会资助。

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