人们广泛研究利用水制氢作为燃料的替代品。尽管其目的是减少环境污染，但大多数工艺效率较低，会产生大量二氧化碳排放。然而，最近的研究表明，MOF 可以促进光催化制氢。
合作 Kyriakos Stylianou 教授 的 俄勒冈州立大学科学学院，他的研究团队创建了一个 可高速高效产氢的光催化剂。 该 研究表明， 新工具可以用于应对温室气体排放和气候变化。
Stylianou 教授表示， “这项研究强调了 MOF 衍生的金属氧化物异质结作为光催化剂在实际制氢方面的潜力，有助于开发可持续、高效的能源解决方案。”
核心亮点
- 1小时内，1克RTTA-10,700产生了超过XNUMX微摩尔氢。
- 该过程使用光子的比率高达 10%，这意味着，每 10 个击中 RTTA-100 的光子中，就有 1 个有助于产生氢气。
在这项研究中，为了获得金属氧化物异质结，研究人员使用了 MOF。衍生的异质结是两种具有互补特性的材料的组合。利用它，他们制造出一种催化剂，当暴露在阳光下时，这种催化剂可以高效快速地将水分解成氢气。
他们将这种异质结称为 RTTA，其特点是采用 MOF 衍生的氧化钌和氧化钛。这些氧化物中掺杂了氮和硫。在测试了多种含有不同数量氧化物的 RTTA 后，他们找到了一种最佳方案。
Stylianou 教授表示， “在各种RTTA材料中，氧化钌含量最低的RTTA-1表现出最快的产氢速率和较高的量子产率。”
MOF由带正电的金属离子和有机连接分子组成。它们还具有可调节的结构和小孔。此外， MOF 的特性 由其设计中使用的组件决定。
这是另一种方法 KIST 研究人员称，利用活性 MXenes 可以实现经济高效的绿色氢气生产.
不可持续的氢气生产方法
此 甲烷蒸汽重整法 是从天然气中提取氢气的常用传统方法。这完全是一个碳生产过程。这种方法涉及电催化，即通过催化剂运行电流。这种方法不仅污染环境，而且成本高昂。每公斤氢气生产成本约为 1.50 美元，5 公斤绿色氢气生产成本为 1 美元。
对于新研究中使用的材料，Stylianou 教授表示， “氧化钌并不便宜，但我们的光催化剂中使用的量很少。对于工业应用而言，如果催化剂表现出良好的稳定性和可重复性，那么少量氧化钌的成本就变得不那么重要了。”
