研究人员发现了一种使用采矿废料作为氢燃料生产潜在廉价催化剂的一部分的方法。
使用稀有铂(1450 美元/盎司)、铱(1370 美元/盎司)和钌(367 美元/盎司)或更便宜但活性较低的金属——钴(70,000 美元/吨)、镍(26,000 美元/吨)触发产生氢气的水分解反应)和铁(641美元/吨)。
从紫气孙教授化学与物理学院昆士兰科技大学和昆士兰科技大学的中心材料科学和化学工程的昆士兰大学商学院康鹏博士领导的研究创造仅仅使用这些活性金属少量的新型催化剂。
他们将它们与在采矿废料中发现的长石、铝硅酸盐岩石矿物结合在一起，孙教授说，一些公司需要支付约 30 美元/吨的费用来处理这些矿物。
在该实验中，研究人员在Advanced Energy & Sustainability Research8 月的封面上进行了专题介绍，研究人员使用加热活化的长石纳米涂层触发了水分解反应，该纳米涂层仅含有 1-2% 的廉价活性金属。
“水分解涉及两个化学反应——一个是氢原子，一个是氧原子——使它们分离，”孙教授说。
“这种新的纳米涂层材料引发了析氧反应，它控制了整个水分解过程的整体效率，”他说。
孙教授表示，钴涂层长石的效率最高，优化新催化剂可以看到它们的性能优于原材料，甚至可以与铂金属的卓越效率相媲美。
他表示，新催化剂还可能降低锂离子 (Li-Ion) 电池和其他依赖电化学转换的可持续能源解决方案的成本。
“这项研究可能会通过重新利用采矿废物和为传统行业增加新技术来增加澳大利亚的可再生能源价值链。
“像特斯拉这样的公司可能会将这项技术用于能源生产、先进的储能解决方案(如新电池技术)和可再生燃料，”他说。
研究人员现在正在寻求以中试规模测试催化剂。
“澳大利亚丰富的铝硅酸盐和这种改性过程的简单性应该使这种新催化剂的工业规模生产很容易实现，”孙教授说。
根据孙教授的说法，长石约占地壳的 60%，他之前的研究激活了长石，用作锂离子存储中潜在的低成本阳极。
他说铝硅酸盐在化学上是惰性的，但热量会导致对化学反应和电子传输有用的缺陷。
与孙教授和彭博士一起，昆士兰理工大学材料科学中心的其他研究人员包括昆士兰理工大学理学院的戈德温·阿约科教授、梅俊博士和白娟博士，以及昆士兰理工大学工程学院的廖廷副教授。
孙教授和彭博士都专注于为新兴的可持续技术开发材料。
彭博士是通过低成本选矿技术利用粘土矿物和尾矿作为功能材料的专家。
他说，采矿业每年产生大量废料，澳大利亚可将其用于可持续技术。
“硅铝酸盐常见于各种采矿尾矿中，而且价格低廉，矿业公司通常会花钱处理它，”彭博士说。
