美科学家发现造水新方法

清风明月

美科学家发现造水新方法

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+ |. R0 c! Z2 q* Z# }6 W- J                发布时间：2007-11-5
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2 q% m+ c; v9 G6 \9 C' ~        据sciencedaily网站2007年11月1日报道，在我们熟悉的高中化学课中，老师首先把液态水电解成成分气体，即氢和氧。然后把两种气体混合在一起，用一个电火花点燃气体，在连续的砰砰声中老师又将气体还原成水。

" L9 h/ v, h8 \! A+ y        伊利诺斯大学的科学家发明了一种新的造水方法，不需要点燃气体发出砰砰声。他们的新发明不仅可以从不稳定的原始材料，比如酒精中获取水，而且还可以制造出更好的催化剂和成本并不昂贵的燃料电池。撒迦利亚·赫登说，“我们发现非传统的金属氢化物可以用于一种称之为氧还原的化学反应过程。氧还原是制造水过程的基础部分”。撒迦利亚·赫登是一名博士生，他是该论文的主要撰写人。这篇新造水法论文刊登在了《美国化学会会刊》 (JACS)上，也上传到了该杂志的网站上。
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        水分子（二氢一氧化合物）由两个氢原子和一个氧原子组成。但是我们不能简单地将二个氢原子粘在一个氧原子上。造水的实际反应要更加复杂一些：2H2 + O2 = 2H2O +能量。

        用英语来解释这个等式的意识就是：要制造水（H2O）的两个分子，就必须将两个双原氢与一个双原氧的结合在一起。这一化合过程中会释放出能量。
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        伊利诺斯大学化学教授托马斯·诺奇夫斯是本篇论文的撰写人之一。他说，“该反应（2H2＋O2＝2H2O＋能量）两个世纪前就为人们所知，但是直到现在也没有一个人能够找到类似的解决方案”。这一著名的反应同样在氢燃料电池中也会发生。
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        典型的燃料电池，双原氢气体进入电池的一边，而双原氧气体进入另一边。氢分子失去他们的电子，通过氧化过程变成带正电的氢原子，而氧分子获得四个电子，然后通过还原反应过程变成带负电的氧原子。带负电的氧离子与带正电的氢离子结合形成水，释放出电量。
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1 w0 a. j% X) n1 E! M! B* V2 B1 H3 u: i        诺奇夫斯说，“燃料电池的不同面发生的是氧还原反应而不是氢氧化反应。然而，我们发现氧还原新催化剂同时还可以引发新的氢氧化化学反应。”

        诺奇和赫登最近对新型氢化催化剂进行了研究，该催化剂是用于氧还原的非常传统金属氢化物。在他们发表的论文中，研究人员采用了一种同质非水溶液，专门对铱氢化催化剂的氧化反应进行了研究。

; e; l" z* l7 _0 L* l) B/ Y        赫登说：“大多数化合反应都是与氢或氧进行的，但是该催化反应却是氢和氧同时也进行化合反应。与氢的反应形成了一种氢化物，然后再与氧反应形成水。这些反应都是在同质非水溶液中进行的。”

        赫登称新型催化剂可以促进更具效率的氢燃料电池的发展，充分地降低氢燃料电池的成本。该研究得到了美国能源部的资助