自然资源让制氢成本更低

材料牛注：蔚山科技大学（UNIST）能源和化学工程部的Jae Sung Lee 和Soojin Park教授领导的联合研究团队以天然黏土为原料，研发出一种低成本、可行性高的一体化技术来合成介孔硅纳米片。这种纳米片在催化制氢中更高效。

硅纳米片(SiNSs)是近期最激动人心的发现之一。由于其无与伦比的光电性能、与现有硅技术兼容性，硅纳米片在各种应用中是最有前景的，如在制造半导体和生产氢的过程。

由蔚山科技大学（UNIST）能源和化学工程部的Jae Sung Lee 和Soojin Park教授领导的联合研究团队，已经开发了一种低成本、可行性高的技术来合成硅纳米片，主要原料是天然粘土和盐。通过本研究，UNIST已经向大规模生产这种相对较低成本的材料迈出重要的一步。

合成过程如上图所示，首先，熔融氯化钠将天然黏土剥离，然后，利用镁还原黏土变成硅纳米片。（熔融盐的作用是交换与夹层中的烷基胺和粘土内部的金属阳离子。镁的作用是还原内部粘土，产生额外的热量诱发最终硅片脱落。）

“反应温度从550℃到700℃，盐和粘土开始融化，同时熔融盐诱导硅层剥落、粘土被还原。然后熔盐溶解在黏土层中并将黏土分成单个纳米片。”Jaegeon Ryu说。他是Soojin Park教授实验室的博士研究员，这项研究的第一作者。他继续说道,“使用金属热法还原， 粘土中的金属氧化物与硅可以交换。”

这些新合成硅纳米片由于其自身超薄(约5纳米的厚度)，是生产更小电子设备的关键部件。Park教授说：“由于电器和电子设备变得越来越小，这就使得单个纳米尺寸部件需求紧张。我们的新技术使用廉价的天然黏土和盐制备出高质量的硅纳米片，从而大大降低生产成本。”

研究小组报告，这些纳米片拥有大的比表面积并包含了来自粘土中氧空位的介孔结构。他们补充说：“这些优势使纳米片具有异常高的光催化活性，更加合适水-甲醇混合产生氢，”

他们的研究发表在NPG Asia Materials 上(“从天然黏土中一体化的合成的介孔硅纳米片及其应用制氢进展”)，

原文参考地址：Cost-effective production of hydrogen from natural resources

感谢材料人编辑部韩振提供素材