萨里大学科学家们的题为“使用第一原理微动力学模型揭示边缘位点结构的纳米碳在甲烷制氢中的性能”研究报告已发表在美国工程技术-材料科学类顶级期刊《Applied Materials & Interfaces》上。

 

　　这项研究显示，利用边缘位点结构的纳米碳作为无金属催化剂，直接将甲烷(甲烷也是一种强大的温室气体)转化为氢气，取得了令人鼓舞的结果。在研究的纳米碳中，氮掺杂纳米碳在高温下表现出最高水平的产氢性能。

 

　　至关重要的是，萨里大学的研究人员还发现，氮掺杂和磷掺杂的纳米碳具有很强的抗碳中毒能力，这是催化剂在这一过程中的常见问题。

 

　　执行材料科学模拟的研究员Neubi Xavier Jr博士说：“我们的研究结果表明，使用边缘位点结构的纳米碳作为催化剂可能会改变氢气工业的游戏规则，为传统金属催化剂提供一种具有成本效益和可持续的替代品。与此同时，这个过程可以去除甲烷，甲烷是导致全球气候变暖的化石燃料。”

 

　　氢燃料是一种清洁的可再生能源，有可能减少碳排放，减少人们对化石燃料的依赖。当用作燃料时，氢气可以为汽车提供动力，发电，为建筑物供暖。氢燃料的唯一副产品是水蒸气，使其成为传统化石燃料的环保替代品。

 

　　然而，氢燃料的生产目前依赖于化石燃料和金属催化剂，化石燃料在生产过程中会产生碳排放，而金属催化剂的开采和制造是能源密集型的，会对环境产生负面影响。因此，开发可持续的制氢方法和催化材料对于充分发挥氢燃料作为清洁能源的潜力至关重要。

 

　　这项研究是由萨里大学的马可·萨基博士领导的团队进行的，萨基博士是可持续能源和计算化学领域的专家，他结合了量子化学、热力学和化学动力学，确定了（纳米碳）最有效的产氢边缘位点。

 

　　萨基博士说：“氢气生产催化剂的最大挑战之一是它们可能会被碳污染。但是我们的研究发现氮和磷掺杂的纳米碳对这个问题很有抵抗力。这是向可持续制氢迈进的一大步。”

 

　　虽然将甲烷排放到大气中是一件坏事，但甲烷是一种巨大的能量储备，比其他碳氢化合物产生更多的热能和光能。这可能是因为甲烷有一个碳原子和四个氢原子。

 

　　萨基博士说，当谈到储存氢气时，甲烷是一个很好的选择。大自然在数亿年前就已经想出了这个办法。