萨里大学的研究人员表示，氢燃料可能是传统化石燃料的更可行的替代品，他们发现一种无金属催化剂可能有助于开发具有成本效益的可持续制氢技术。这项研究显示，使用边缘修饰的纳米碳作为无金属催化剂将甲烷直接转化为氢气的应用前景。甲烷也是一种强大的温室气体。在所研究的纳米碳中，氮掺杂的纳米碳在高温下表现出最高水平的制氢性能。
至关重要的是，研究人员还发现，氮掺杂和磷掺杂的纳米碳具有很强的抗碳中毒能力，这是这一过程中催化剂的常见问题。进行材料科学模拟的研究员Neubi Xavier Jr博士说：“我们的研究结果表明，使用边缘修饰的纳米碳作为催化剂可能会改变氢气行业的游戏规则，为传统的金属催化剂提供一种经济高效和可持续的替代品。同时，这一过程消除了甲烷，甲烷是一种导致全球变暖的化石燃料。”氢燃料是一种清洁的可再生能源，具有减少碳排放和减少我们对化石燃料依赖的潜力。氢用作燃料时，可以为车辆提供动力、发电和为建筑物供暖。氢燃料的唯一副产品是水蒸气，这使它成为传统化石燃料的环保替代品。然而，氢燃料的生产目前依赖于化石燃料和金属催化剂，化石燃料在生产过程中会产生碳排放，而金属催化剂的开采和制造是能源密集型的，会对环境产生负面影响。因此，开发可持续的制氢方法和催化材料对于充分发挥氢燃料作为清洁能源的潜力至关重要。这项研究由萨里大学可持续能源和计算化学领域专家Marco Sacchi博士领导的科研团队进行。Sacchi博士将量子化学、热力学和化学动力学结合起来，确定了最有效的制氢边缘装饰。“制氢催化剂面临的最大挑战之一是它们可能会被碳毒害。但是我们的研究发现氮和磷掺杂的纳米碳对这个问题有很强的抵抗力。这是可持续制氢的巨大进步。”
