近日，在NCCR MARVEL工作的研究人員發現了一種自愈催化劑，可用于通過氨硼烷的水解脫氫釋放氫。催化劑SION-X以豐富的Jacquesdietrichite礦物為基礎，具有可持續性，空氣穩定性，易于再生，儲存和處理。
這些特征意味著它可以提供優于用于生產清潔和可再生能量載體氫的現有催化劑的顯著優點。該研究發表在材料化學雜志上。
氫氣（H 2）是一種清潔且可再生的能量載體，被認為是未來移動和固定應用的理想選擇。然而，大規模使用需要安全有效地儲存和釋放H 2，盡管對多個儲氫系統進行了調查，這仍然是一個挑戰。
近年來，一些研究集中在硼 - 氮基（BN）氫化物化合物上，因為它們能夠儲存和釋放大量的H 2。在這些化合物中，最簡單的氨硼烷（AB）特別有前途，因為它不會在水中自身水解，它具有高H 2 含量，低分子量，無毒并且具有特別高的穩定性。水溶液和空氣 - 它在運輸中的車載應用中具有很大的潛力。
就技術而言，室溫下的水解已被證明是從AB釋放氫的最良性和有效的方法，其防止使用升高的溫度或任何其它有毒和昂貴的溶劑。然而，通常需要催化劑來驅動AB的水解。雖然存在一系列能夠有效地從AB釋放氫的催化劑，但它們存在許多缺點。基于貴金屬的那些是昂貴的，不可持續的，并且對于大規模應用是不可行的。非貴金屬催化劑是空氣敏感的并且易于氧化，因此需要特殊的處理和儲存，并且難以再生。除此之外，在幾個反應循環后，催化活性部分降低或甚至完全失效.
這些缺點激發了由 EPFL和NCCR MARVEL的Kyriakos C. Stylianou博士領導的研究人員 試圖尋找更好的催化劑。理想的候選者應該基于豐富的元素，空氣穩定，易于再生，儲存和處理。在所有這些優點中，研究人員認為再生或自我修復 - 催化劑在正常操作過程中自發修復的能力 - 是最具吸引力的。實際上，它對于實際應用至關重要，因為催化劑的穩定性與其經濟可行性直接相關。
“在沒有任何額外能量輸入的情況下，SION-X的自我修復催化作用為能量相關應用的多相催化提供了新的視角。”
他們的新型，自我修復的可持續催化劑，在發現一種用于氨硼烷水解脫氫的自愈催化劑的論文中 ，似乎符合要求。被稱為SION-X的催化劑是Jacquesdietrichite（Cu 2 [（BO）（OH） 2 ]（OH）3）的合成形式，這種礦物首先在1999年在摩洛哥的Tachgagalt礦中發現。科學家們首先獲得了這種礦物質。將銅基金屬有機骨架（MOF）和AB之間的反應殘余物暴露于露天后，將其作為藍色粉末。當他們在AB水解中使用SION-X時，它們獲得了超過90％的H 2轉化率 大約45分鐘。在此過程中，它轉化為銅（0）納米顆粒。當將反應混合物暴露于空氣時，SION-X的藍色粉末自我愈合并由銅（0）納米顆粒重整。他們能夠進行10個催化再生循環，SION-X的活性保持不變。
這種自我修復過程，其中催化劑在露天中恢復其結構完整性而不施加熱，壓力或電偏壓，對于延長催化劑的壽命非常重要，并使SION-X成為大規模使用的良好候選者。 AB的水解脫氫。
“在沒有任何額外能量輸入的情況下，SION-X的自我修復催化作用為能量相關應用的多相催化提供了新的視角，”研究人員說。
