只要科學家能夠找出既實際又便宜、且不需要化石燃料的方法來產生氫氣的話，那麼氫燃料有望在未來成為乾淨且大量的能源來源。一項新研究提供了我們另一個往該方向前進的潛力步驟，前提是我們能夠利用消費後（post-consumer）鋁與鎵的現存供給。
嶄新突破
在新研究當中，科學家描述了一個相對簡單的方法，牽涉到鋁的奈米粒子參與其中。鋁的奈米粒子能夠從水分子中脫掉氧，只留下氫氣體。
這個過程會產生大量的氫氣，而且全部都能夠在室溫下進行。這移除了氫燃料生產上最大的障礙，那就是：若使用現存的方法，需要大量的能量。
這項技術也能夠與任何種類的水一起運作，這包括廢水與海洋水。
加利福尼亞大學聖塔克魯茲分校（University of California, Santa Cruz，UCSC）的材料科學家史考特·奧利佛教授說：「我們不需要輸入任何能量，就能夠讓氫氣瘋狂的產生。我從來沒有看過任何像這樣的東西。」
材料與優點
這項製程的關鍵在於使用鎵金屬，讓與水的反應能夠持續下去。我們已經熟知這個鋁-鎵-水的反應數十年了，但在此，研究團隊以幾個特定的方式，來最大化並增強反應。
在掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscopy，SEM）與 X 光繞射技術的幫忙下，研究人員們能夠找出，以最大效率產出氫的最佳鋁鎵混合比例，是 3：1 的鎵-鋁複合材料。
這個鎵較豐富的合金進行兩種職務，第一是移除鋁的氧化鍍層（通常會阻擋與水的反應），另一個是產生鋁奈米粒子，可以讓反應更快。
UCSC 的有機化學教授巴克坦·辛加拉姆（Bakthan Singaram）說：「鎵會分開奈米粒子，並避免它們團聚成較大顆的粒子。過去，人們努力在產生鋁奈米粒子；而現在，我們在正常大氣壓力與室溫條件下，就能產生它們。」
研究人員報導說，混合方法並不複雜，且當保存於環己烷中來保護複合材料避免濕氣時，此複合材料能貯存至少三個月，否則濕氣會降低其有效性。
比起鎵，鋁比較容易取得，因為鋁可以從消費後材料取得，例如丟棄的鋁罐與鋁箔。鎵更貴、且量沒那麼豐富，但是在這項製程中，它至少可以回收並重複使用多次，而不會失去其有效性。
未來努力
仍然有很多需要做的研究，尤其是須確定其能夠從實驗室裝置，擴大規模到能夠被使用於工業規模上。然而，初期的跡象顯示，這是另一個具有很大潛力，來產生氫燃料的方法。
研究人員在他們論文中作結：「整體來說，富含鎵的鎵鋁混合物，能夠在沒有輸入能量、材料操控、以及調整 pH 值下，在室溫生產大量的氫。」
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參考資料：
- Nield, D., (2022, August 31). Scientists Find a Simple Way to Produce Hydrogen from Water at Room Temperature. ScienceAlert
- Amberchan G. et al., (2022, February 14). Aluminum Nanoparticles from a Ga–Al Composite for Water Splitting and Hydrogen Generation. Applied Nano Materials. doi.org/10.1021/acsanm.1c04331
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/clean-fuel-breakthrough-turns-water-into-hydrogen-at-room-temperature（圖：Amberchan et al., Applied Nano Materials, 2022）