Нанокремний для производства водорода

Наночастицы кремния можно заставить мгновенно реагировать с водой с образованием водорода без применения тепла, света или электричества. . Производство водорода Традиционные методы разделения воды для получения водорода включают электролиз, термолиз и фотокатализ. Но объемный кремний, в изобилии доступный на Земле, может медленно реагировать с водой с образованием водорода, выделяя два моля газообразного водорода на моль кремния без выделения диоксида углерода. Нанокремний Наночастицы кремния из-за их высокого отношения поверхности к объему могут генерировать водород быстрее, чем массивный кремний из-за высокой скорости реакции. Исследователи из Университета Буффало (SUNY) в Нью-Йорке разработали этот метод. Например, наночастицы размером 10 нм могут производить водород менее чем за минуту, что в 1000 раз быстрее, чем объемный кремний, а наночастицы диаметром 100 нм могут образовываться за 45 минут. Во время реакции производства водорода частицы кремния размером 10 нм уменьшаются в размере, но не меняют форму, тогда как частицы размером 100 нм не уменьшаются в размере равномерно, а образуют полые оболочки или капсулы со стенками из нескольких монослоев кремния, которые затем замедляют реакцию вода-кремний из-за образования дополнительного слоя, через который реагенты должны диффундировать. Приложения По словам исследователей, эта технология может использоваться для питания небольших портативных устройств и может даже заменить громоздкие бензиновые или дизельные генераторы в будущем, а типичный кремниевый генератор может состоять из небольшого водородного топливного элемента и некоторых пластиковых картриджей с кремниевым нанопорошком, в которые будет попадать вода. добавляться при необходимости для производства энергии. Общая эффективность производства водорода может быть вполне конкурентоспособной с первичными батареями и другими портативными источниками энергии. Наноразмерные шары Также полые наночастицы могут быть получены реакцией более крупных частиц кремния путем смешивания с другими материалами, такими как гидриды щелочных металлов, для изготовления анодов для литий-ионных батарей. Гидриды щелочных металлов реагируют с водой с выделением водорода и образованием гидроксидов щелочных металлов, таких как гидроксид натрия, необходимых для катализа реакции кремния с водой, делая их стабильными из-за покрытия наночастиц кремния.