16:43 2020年10月20日
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托木斯克理工大学科学家研发出一种获得高纯立方碳化钨的独特技术。高纯立方碳化钨是一种有前景的材料,能够取代昂贵的铂催化剂并降低获取氢燃料的成本。研究结果发表在《Journal of Alloys and Compounds》杂志上。

氢气广泛用于原油加工和化肥生产,是一种环保燃料,燃烧时会产生干净的水。氢气生产成本直接影响能源发展,因此许多研究团队都在寻找用新材料替代传统材料的办法。

高纯立方碳化钨是这一领域可用的一种有前景的材料。科学家称,这种材料在普通条件下非常难以获得,要合成需要约3000摄氏度的高温和快速冷却速度。依靠一套独特的科学装置,托木斯克理工大学教授亚历山大·西夫科夫领导的研究团队获得了纯度高达95%的立方碳化钨。

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© AFP 2020 / YOSHIKAZU TSUNO
这套装置借助超高速等离子流实现高温和快速冷却,所使用的原材料是预先与催速剂混合的坞和炭黑的粉末,这两种材料易于获取且相对廉价。当等离子流进入工作室时,初始粉末在等离子化学反应中转化为立方碳化钨。

亚历山大·西夫科夫向卫星社介绍说:“这样的装置成功地用于用电催化从水中获取氢气的反应,能尽可能减少使用稀有的铂族贵金属。”

新研发的等离子体动力学合成法能克服获取高纯立方碳化钨的大部分限制。托木斯克理工大学的科学家联合吉林大学和青岛大学的研究者已证实该材料用于电催化制氢的巨大潜力。
未来,科学家计划学会控制这种材料的性能,进一步提高材料的催化活性,以实现彻底弃用贵金属的目标。

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