離子液體可改善製氫催化劑

據http://www.rdmag.com/網站報道：離子液體可改善製氫催化劑性能。通tong過guo對dui催cui化hua劑ji設she計ji進jin行xing微wei調tiao可ke以yi提ti高gao催cui化hua劑ji的de工gong作zuo速su度du或huo能neng源yuan生sheng產chan效xiao率lv。現xian在zai，研yan究jiu人ren員yuan已yi經jing發fa現xian，在zai某mou種zhong條tiao件jian下xia催cui化hua劑ji可ke以yi高gao速su催cui化hua製zhi氫qing並bing且qie可ke提ti高gao反fan應ying效xiao率lv。yanjiujieguobiaoming，yetijiezhikeyigaishancuihuajidexingneng。gaiyanjiujieguozaifenzishuipingshangmiaoshulecuihuajicailiaoshiruhejiangdiannengdairuqingyuanzihuaxuejiande。zhexiexinxijiangbangzhuyanjiurenyuangoujianxingnenggengjiadecuihuaji。

在zai研yan究jiu人ren員yuan尋xun找zhao高gao性xing能neng製zhi氫qing催cui化hua劑ji的de過guo程cheng中zhong

，美mei國guo西xi北bei太tai平ping洋yang國guo家jia實shi驗yan室shi的de化hua學xue家jia模mo仿fang氫qing化hua酶mei製zhi成cheng一yi種zhong溶rong解jie性xing的de催cui化hua劑ji。這zhe種zhong氫qing化hua酶mei蛋dan白bai質zhi可ke以yi利li用yong電dian子zi將jiang兩liang個ge氫qing原yuan子zi結jie合he，這zhe一yi過guo程cheng可ke將jiang能neng源yuan存cun儲chu於yu他ta們men的de化hua學xue鍵jian中zhong。研yan究jiu人ren員yuan模mo仿fang蛋dan白bai質zhi的de催cui化hua中zhong心xin，在zai其qi周zhou圍wei構gou建jian了le化hua學xue支zhi架jia。

通常認為，有些催化劑雖然能夠有效催化反應進行但速度低，每秒鍾可以製造大約1,000個氫分子

；有些催化劑雖然低效但能快速催化生成氫氣，每秒鍾可以製造100,000個氫分子（效率取決於催化劑所需電力量）。以往的研究並沒有考慮到催化劑效率與速度之間的聯係
，因此
，僅需針對一種特性進行催化劑設計即可。

為(wei)了(le)同(tong)時(shi)獲(huo)取(qu)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)這(zhe)兩(liang)種(zhong)特(te)性(xing)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)將(jiang)一(yi)種(zhong)慢(man)速(su)催(cui)化(hua)劑(ji)置(zhi)於(yu)一(yi)種(zhong)被(bei)稱(cheng)之(zhi)為(wei)酸(suan)性(xing)離(li)子(zi)液(ye)體(ti)的(de)溶(rong)液(ye)之(zhi)中(zhong)。該(gai)溶(rong)液(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)液(ye)體(ti)鹽(yan)類(lei)，是(shi)正(zheng)電(dian)荷(he)和(he)負(fu)電(dian)荷(he)分(fen)子(zi)或(huo)原(yuan)子(zi)的(de)混(hun)合(he)液(ye)，通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)蓄(xu)電(dian)池(chi)中(zhong)

，保(bao)證(zheng)電(dian)流(liu)在(zai)正(zheng)極(ji)和(he)負(fu)極(ji)之(zhi)間(jian)的(de)流(liu)動(dong)。

研究人員將催化劑、離li子zi液ye體ti和he一yi滴di水shui混hun合he起qi來lai。催cui化hua劑ji在zai離li子zi液ye體ti和he電dian流liu的de幫bang助zhu下xia製zhi造zao氫qing分fen子zi
，將jiang電dian流liu中zhong的de一yi些xie電dian子zi填tian入ru氫qing分fen子zi的de化hua學xue鍵jian中zhong。繼ji續xu加jia入ru水shui
，催cui化hua劑ji反fan應ying速su度du加jia快kuai，之zhi後hou降jiang低di，就jiu像xiang低di速su催cui化hua劑ji一yi樣yang。當dang開kai始shi向xiang溶rong液ye中zhong加jia入ru水shui時shi，催cui化hua速su度du迅xun速su提ti高gao
，在zai水shui不bu斷duan加jia入ru的de條tiao件jian下xia催cui化hua劑ji的de反fan應ying速su度du也ye在zai不bu斷duan提ti高gao。在zai最zui大da加jia水shui量liang的de前qian提ti下xia，催cui化hua劑ji每mei秒miao鍾zhong可ke以yi製zhi造zao53,000個氫分子，與高速低效催化劑的速度不相上下。最為重要的是，高速催化劑的製氫效率可以與高效催化劑的效率相當。

製(zhi)氫(qing)速(su)度(du)表(biao)明(ming)，催(cui)化(hua)劑(ji)可(ke)以(yi)高(gao)速(su)移(yi)動(dong)電(dian)子(zi)。但(dan)是(shi)某(mou)種(zhong)物(wu)質(zhi)還(hai)會(hui)影(ying)響(xiang)質(zhi)子(zi)的(de)移(yi)動(dong)速(su)度(du)，因(yin)為(wei)質(zhi)子(zi)帶(dai)正(zheng)電(dian)荷(he)，會(hui)吸(xi)引(yin)周(zhou)圍(wei)的(de)電(dian)子(zi)。就(jiu)好(hao)比(bi)在(zai)一(yi)條(tiao)裝(zhuang)配(pei)線(xian)上(shang)，質(zhi)子(zi)穿(chuan)過(guo)催(cui)化(hua)劑(ji)或(huo)類(lei)似(si)於(yu)氫(qing)化(hua)酶(mei)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)而(er)獲(huo)得(de)電(dian)子(zi)，完(wan)成(cheng)組(zu)合(he)製(zhi)造(zao)氫(qing)後(hou)從(cong)催(cui)化(hua)劑(ji)上(shang)脫(tuo)落(luo)。

進一步的實驗揭示了這種催化劑-離li子zi液ye體ti組zu合he的de工gong作zuo原yuan理li。研yan究jiu人ren員yuan利li用yong水shui和he離li子zi液ye體ti相xiang結jie合he模mo仿fang天tian然ran氫qing化hua酶mei部bu分fen從cong而er擾rao亂luan質zhi子zi的de流liu動dong。在zai蛋dan白bai質zhi之zhi中zhong，支zhi撐cheng催cui化hua中zhong心xin的de化hua學xue支zhi架jia有you助zhu於yu加jia速su質zhi子zi移yi動dong
，離li子zi液ye體ti和he水shui的de混hun合he可ke能neng起qi到dao同tong樣yang的de作zuo用yong。在zai接jie下xia來lai的de工gong作zuo之zhi中zhong
，研yan究jiu人ren員yuan將jiang會hui繼ji續xu探tan索suo催cui化hua劑ji在zai這zhe種zhong混hun合he液ye中zhong高gao速su工gong作zuo的de原yuan理li，最zui終zhong將jiang其qi應ying用yong氫qing氣qi製zhi造zao。