水素を生成するナノシリコン
シリコンのナノ粒子は、熱、光、電気を一切使用せずに、水と瞬時に反応して水素を生成することができます。 。 水素製造 水を分解して水素を生成する従来の手法には、電気分解、熱分解、光触媒作用などがありますが、地球上に豊富にあるバルクシリコンは、二酸化炭素を放出せずに、シリコン1モルあたり2モルの水素ガスを放出することにより、水とゆっくり反応して水素を生成できます。 ナノシリコン 表面積対体積比が高いシリコンナノ粒子は、反応速度が速いため、バルクシリコンよりも迅速に水素を生成できます。ニューヨーク州立大学バッファロー校（SUNY）の研究者は、この手法を開発しました。たとえば、サイズが10 nmのナノ粒子は、1分以内に水素を生成できます。これは、バルクシリコンよりも水素の生成が1000倍速く、直径100nmのナノ粒子は45分で生成できます。水素生成反応中、10 nmのシリコン粒子はサイズが小さくなりますが、形状は変わりません。100nmの粒子は均一にサイズが小さくなりませんが、シリコンのいくつかの単層の壁を持つ中空のシェルまたはカプセルを形成します。反応物が拡散しなければならない余分な層の形成により、水-シリコン反応を遅くします。 アプリケーション 研究者によると、この技術は小型の携帯機器に電力を供給するために使用でき、将来的にはかさばるガソリンまたはディーゼル発電機に取って代わる可能性があり、典型的なシリコン発電機は、小型の水素燃料電池とシリコンナノ粉末のいくつかのプラスチックカートリッジを含む可能性があります。エネルギーを生成するために、必要に応じて追加されます。水素製造の全体的な効率は、一次電池やその他の携帯型電源と非常に競争力がある可能性があります。 ナノバルーン また、中空のナノバルーンは、アルカリ水素化物などの他の材料と混合してリチウムイオン電池のアノードを作成することにより、より大きなシリコン粒子を反応させることによって製造できます。アルカリ金属水素化物は水と反応して水素を放出し、水とのシリコン反応を触媒するために必要な水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸化物を生成します。
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