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前三期回顧——

02 最完整的超新星模板意味著什麼?

03 2020年——歷史上第二溫暖的一年

04 睡眠和大腦,哪個更早?

在眾多化學能燃料裡,氫被寄予了非常大的希望。由於氫氣燃燒後僅僅生成水,清潔環保,不會造成碳排放,因此是最理想的燃料之一。

在這之前,一項叫做“蒸汽-甲烷重整”的技術已經比較成熟,從天然氣裡氫氣。該方法用催化劑使甲烷與加壓蒸汽反應,產生氫氣、一氧化碳以及極少數的二氧化碳。

這種方法首先需要天然氣資源,而且仍然會有碳排放,只是排放比較容易蒐集,位置換了個地方而已。如果能從水裡直接提取氫氣,那當然是最理想的可迴圈經濟了。

水分解反應,不管如何設計,總是陰極陽極出現氧氣,陰極出現氫氣。

俄勒岡州立大學的馮振興教授一直致力於這項工作,他說:“水分解的效率很低,這主要是由於過程中的一個半反應——氧氣釋放反應(OER)具有過高的電勢。電催化劑透過降低過電位來促進水分解反應至關重要,但開發高效能電催化劑遠非易事。”

俄勒岡州立大學的馮振興教授正在講課

在之前,一種叫做銥酸鍶(SrIrO3)的物質在水分解反應上創造了記錄,是普通的商業催化劑氧化銥活性的1,000倍。

但科學家們似乎有點知其然不知其所以然,為何銥酸鍶如此牛掰呢?還能開發出比它更厲害的催化劑嗎?

馮振興教授在工作中

馮振興就是在“知其所以然”上做出了傑出性的貢獻,他使用阿貢大學基於同步加速器的X射線裝置,在俄勒岡州立大學的西北奈米技術基礎設施站點使用基於實驗室的X射線光電子能譜,觀察到了氧氣釋放反應(OER)期間,銥酸鍶的表面化學和從晶體至非晶體的轉變。

這些觀察結果使人們深刻理解了銥酸鍶為何是一種如此出色的催化劑。

“知其所以然”以後,科學家們會研製出效果更好的催化劑,也許水制氫即將成為現實。

日本豐田的氫燃料電池新概念車

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