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新材料开辟了将水污染物转化为氢气的可能性

导读 WPI 研究人员开发了一种材料,可以从水中去除尿素,并有可能将其转化为氢气。通过构建这些具有精心设计的电子结构的镍和钴原子材料,该小...

WPI 研究人员开发了一种材料,可以从水中去除尿素,并有可能将其转化为氢气。通过构建这些具有精心设计的电子结构的镍和钴原子材料,该小组释放了使这些过渡金属氧化物和氢氧化物在电化学反应中选择性氧化尿素的潜力。

这项研究由 WPI 化学工程系 James H. Manning 教授 Xiaowei Teng 领导,发表在《物理化学快报》杂志上,并在该出版物的补充封面中重点介绍。

从水中去除尿素的挑战

尿素是一种低成本氮农业肥料,是人体新陈代谢的天然产物。富含尿素的农业径流和城市废水排放会导致富营养化——有害藻华和缺氧死区,对水生环境和人类健康产生不利影响。

同时,尿素的独特特性使其成为一种潜在的储氢介质,可以提供可行的按需制氢。例如,尿素无毒、水溶性高、氢含量高(按重量计6.7%)。因此,尿素电解制氢比水电解更加节能和经济。

尿素电解的弱点一直是缺乏低成本、高效的电催化剂来选择性氧化尿素而不是水,但滕和他的团队找到了解决方案:制造由协同相互作用的镍和钴原子组成的具有独特电子结构的电催化剂用于选择性尿素电氧化。

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