催化剂提供低温路线生产氢

一个有效的、稳定的催化剂,略高于室温可以把水和一氧化碳变成一连串的纯洁氢和二氧化碳。¹发展的一种有效的催化剂在较低的温度下可以促进氢经济的概念,允许气体生产更便宜。

水气交换反应相结合的一氧化碳和水蒸气产生氢气已经在化学工业最重要的反应之一,氢需要生产化肥、甲醇和无数其他的化学物质。它经常被吹捧为一个清洁运输燃料因为它唯一的燃烧产物是水。

不幸的是,当前水煤气转移催化剂需要高温有效——这将反应的平衡从氢。青睐的正向反应实际上是低温。然而,铜和铁基催化剂用于工业今天是无效的在不到300˚C,不仅效率低下,而且还可以创建问题为燃料电池氢可以毒害他们的未反应的一氧化碳铂催化剂。

研究人员因此研究一系列低温反应的催化剂。在2017年,丁马北京大学和他的同事报告说黄金原子在碳化钼衬底高度活跃的在温度低至150˚C。²在新的研究载荷的团队测试了几个碳化钼催化剂铂从0.02 wt % 8 wt %。催化剂表现活跃在温度低至40˚C和120˚C和400˚C之间的超过90%的一氧化碳可以转换2 wt %)下载催化剂。

所有的催化剂显示最高的活动反应的报道。催化剂为0.2 wt %铂或降低最初最活跃/铂原子。这是预期,马解释道,随着活性部位的金属基体界面。“CO吸附铂完成;水激活完成碳化钼。如果自动分散铂是因此最有效。然而,这种活动几乎消失在10 h。催化剂包含2 wt %铂和较高的显示较低的初始活动/铂原子,但在最初的下降之后,活动依然存在。碳化钼绑定非常强烈氧气,所以如果没有切断保税铂改革它,然后羟基离子会逐渐氧化碳化钼离子氧化molydbenum,”马解释道。但如果你有一个高密度的公司在铂这些羟基离子不断翻产生二氧化碳和氢气。

反应物的同位素标签使研究人员得出结论,以及通常的机制,一个额外的机制发生在催化剂的表面,有助于解释其前所未有的活动。相反氢氧自由基随后吸附的氧气交换,建议的机制涉及到公司的乳沟双键,生产直接与吸附羟基碳自由基反应的两个相似的路径。说这个还没有报道,马。(氢生成)的份额从这些新航线我们认为大约是30 - 35%。

苏珊娜•斯科特加州大学圣芭芭拉的印象。的似乎是高活性催化剂低温水煤气转移反应,并对碳化钼的氧化稳定阶段,在过去的研究一直是个问题,”她说。然而,她警告说,定量的比较会产生误导反应速率可以强烈和非线性取决于操作条件。她更怀疑“很不寻常”提出了新的机制。公司债券是非常强,所以它的快速、可逆的低温断裂是意想不到的,”她说。“需要更多的研究来支持这一假说,包括排除同位素交换等其他机制可逆的碳酸盐岩地层。