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水分子振蕩分解製氫

2026-04-12 01:14:055143

據http://www.laboratoryequipment.com/報道，洛桑聯邦理工學院（EPFL）研究人員在研究天然氣重整製氫時通過激光來控製水分子的特定類型振動，從而實現對水分子離解過程的研究。

Rainer Beck 和 P. Morten Hundt 的實驗室 天然氣重整製氫對清潔能源和農業的發展都至關重要，重整過程需要水和催化劑鎳（Ni），水分子與甲烷（CH₄）分子附著在催化劑表麵，催化離解成原子態，再重新結合成氫氣（H₂）和一氧化碳（CO）。先前的研究集中在甲烷分子的離解，由於實驗的限製，很少有人對水的離解進行研究。EPFL的Rainer Beck 和 P. Morten Hundt在科學雜誌（Science）上(shang)發(fa)表(biao)的(de)論(lun)文(wen)裏(li)提(ti)出(chu)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)方(fang)法(fa)，借(jie)助(zhu)激(ji)光(guang)確(que)定(ding)水(shui)分(fen)子(zi)特(te)定(ding)類(lei)型(xing)的(de)振(zhen)動(dong)是(shi)如(ru)何(he)影(ying)響(xiang)水(shui)分(fen)子(zi)的(de)離(li)解(jie)過(guo)程(cheng)，實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)用(yong)來(lai)優(you)化(hua)水(shui)分(fen)子(zi)離(li)解(jie)的(de)熱(re)力(li)學(xue)模(mo)型(xing)，指(zhi)導(dao)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)設(she)計(ji)。 Rainer Beck表(biao)明(ming)，水(shui)分(fen)子(zi)的(de)離(li)解(jie)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)依(yi)賴(lai)於(yu)內(nei)部(bu)的(de)氫(qing)原(yuan)子(zi)和(he)氧(yang)原(yuan)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)振(zhen)動(dong)。在(zai)分(fen)子(zi)內(nei)部(bu)，原(yuan)子(zi)不(bu)是(shi)靜(jing)態(tai)的(de)，而(er)是(shi)以(yi)不(bu)同(tong)方(fang)式(shi)振(zhen)動(dong)。水(shui)分(fen)子(zi)中(zhong)，兩(liang)個(ge)氫(qing)原(yuan)子(zi)可(ke)以(yi)像(xiang)剪(jian)刀(dao)做(zuo)剪(jian)式(shi)振(zhen)動(dong)，也(ye)可(ke)以(yi)一(yi)起(qi)伸(shen)展(zhan)，對(dui)稱(cheng)拉(la)伸(shen)或(huo)不(bu)對(dui)稱(cheng)拉(la)伸(shen)。控(kong)製(zhi)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)振(zhen)動(dong)，是(shi)研(yan)究(jiu)水(shui)分(fen)子(zi)在(zai)溫(wen)和(he)條(tiao)件(jian)下(xia)離(li)解(jie)能(neng)力(li)的(de)關(guan)鍵(jian)。如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)加(jia)熱(re)方(fang)式(shi)，在(zai)激(ji)發(fa)水(shui)的(de)自(zi)由(you)度(du)的(de)同(tong)時(shi)，也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)動(dong)能(neng)，所(suo)有(you)的(de)水(shui)分(fen)子(zi)將(jiang)以(yi)更(geng)高(gao)的(de)速(su)度(du)轟(hong)擊(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)表(biao)麵(mian)。該(gai)團(tuan)隊(dui)采(cai)用(yong)鎳(nie)作(zuo)催(cui)化(hua)劑(ji)，使(shi)用(yong)激(ji)光(guang)來(lai)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)水(shui)分(fen)子(zi)的(de)激(ji)發(fa)，選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)激(ji)發(fa)一(yi)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)振(zhen)動(dong)來(lai)研(yan)究(jiu)一(yi)個(ge)特(te)定(ding)的(de)能(neng)量(liang)狀(zhuang)態(tai)。激(ji)光(guang)增(zeng)加(jia)了(le)水(shui)分(fen)子(zi)的(de)能(neng)量(liang)，達(da)到(dao)了(le)水(shui)分(fen)子(zi)在(zai)鎳(nie)表(biao)麵(mian)斷(duan)鍵(jian)的(de)能(neng)量(liang)點(dian)，這(zhe)一(yi)能(neng)量(liang)點(dian)被(bei)稱(cheng)作(zuo)過(guo)渡(du)狀(zhuang)態(tai)，表(biao)示(shi)水(shui)分(fen)子(zi)準(zhun)備(bei)離(li)解(jie)，理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia)，在(zai)水(shui)分(fen)子(zi)擊(ji)打(da)鎳(nie)表(biao)麵(mian)之(zhi)前(qian)，就(jiu)會(hui)按(an)照(zhao)預(yu)先(xian)選(xuan)定(ding)的(de)振(zhen)動(dong)方(fang)式(shi)來(lai)斷(duan)鍵(jian)，實(shi)現(xian)離(li)解(jie)。