臺北市立天文科學教育館  2022-09-07 訊

氫燃料有望在未來成為一種清潔而豐富的能源來源，只要能找到切實可行的、廉價的、不需要化石燃料的方法來生產它。一項新的研究提供一個有希望的程序，因為只需利用廢棄的鋁罐和鋁箔作為材料來源。

圖說：氫氣氣泡是由水與鋁鎵複合材料的反應產生。

在這項研究中，科學家實現了一種相對簡單的方法，使用鋁奈米顆粒可以從水分子中分解出氧氣，並留下氫氣。這個過程可在室溫下進行並會產生大量的氫氣，這排除了氫燃料生產的一大障礙，因為使用現有方法生產，需要大量電力。這種技術也適用於任何類型的水，包括廢水和海水。

加州大學聖克魯茲分校（ UCSC ）的材料科學家 Scott Oliver 說：「我們不需要輸入任何能量，它便會發瘋似的冒出氫氣。我從來沒有見過這樣的事情。」

這一過程的關鍵是使用金屬鎵與水進行化學反應。這種鋁-鎵-水反應已廣為人知，但研究團隊用一些特殊的方法加以優化。在掃描電子顯微鏡和 X 射線繞射技術的幫助下，研究人員能夠找到鋁和鎵的最佳混合比例（ 3 ： 1 鎵鋁複合材料），可達到最大的產氫效率。富含鎵的合金在去除鋁的氧化物塗層（通常會阻止與水的反應）和生產能夠更快反應的鋁奈米顆粒方面發揮雙重作用。鋁比鎵更容易獲得，因可從消費後的材料中獲取。但鎵更昂貴且儲量更少，然而在這個過程中，它至少可以多次回收和重複使用且不會失去有效性。

還有很多工作要做，尤其是如何將這項技術從實驗室擴展到工業規模。然而，這是另一種有很大潛力的氫燃料生產方法。該研究已發表在應用奈米材料（ Applied Nano Materials ）期刊上。（編譯／吳典諺）

資料來源：science alert