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Nanosilizium zur Herstellung von Wasserstoff

Silizium-Nanopartikel können ohne Anwendung von Wärme, Licht oder Elektrizität sofort mit Wasser reagieren, um Wasserstoff zu erzeugen . Wasserstoffproduktion Traditionelle Techniken zur Spaltung von Wasser, um Wasserstoff zu erzeugen, umfassen Elektrolyse, Thermolyse und Photokatalyse. Aber auf der Erde reichlich vorhandenes Silizium kann langsam mit Wasser reagieren, um Wasserstoff zu produzieren, indem zwei Mol Wasserstoffgas pro Mol Silizium freigesetzt werden, ohne Kohlendioxid freizusetzen. Nanosilizium Silizium-Nanopartikel können aufgrund ihres hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses aufgrund der hohen Reaktionsgeschwindigkeit schneller Wasserstoff erzeugen als Bulk-Silizium. Forscher der University at Buffalo (SUNY) in New York haben diese Technik entwickelt. Zum Beispiel können Nanopartikel mit einer Größe von 10 nm Wasserstoff in weniger als einer Minute produzieren, was 1000-mal schneller bei der Produktion von Wasserstoff ist als Bulk-Silizium, und Nanopartikel mit einem Durchmesser von 100 nm können in 45 Minuten erzeugt werden. Während der Wasserstoffproduktionsreaktion verkleinern sich die 10 nm-Siliziumpartikel, ändern jedoch ihre Form nicht, während die 100 nm-Partikel sich nicht gleichmäßig verkleinern, sondern hohle Schalen oder Kapseln mit Wänden aus wenigen Monoschichten aus Silizium bilden, die dann verlangsamen die Wasser-Silizium-Reaktion aufgrund der Bildung einer zusätzlichen Schicht, durch die die Reaktanten diffundieren müssen. Bewerbungen Laut den Forschern kann diese Technologie zum Betreiben kleiner tragbarer Geräte verwendet werden und könnte in Zukunft sogar sperrige Benzin- oder Dieselgeneratoren ersetzen bei Bedarf hinzugefügt werden, um Energie zu erzeugen. Die Gesamteffizienz der Wasserstofferzeugung könnte mit Primärbatterien und anderen tragbaren Energiequellen durchaus wettbewerbsfähig sein. Nanoballons Auch hohle Nanoballons können durch Reaktion der größeren Siliziumpartikel durch Mischen mit anderen Materialien wie Alkalihydriden hergestellt werden, um Anoden für Lithium-Ionen-Batterien herzustellen. Alkalimetallhydride reagieren mit Wasser, um Wasserstoff freizusetzen und Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxid zu produzieren, die benötigt werden, um die Siliziumreaktion mit Wasser zu katalysieren, indem sie sie aufgrund der Silizium-Nanopartikel-Beschichtung stabil machen.


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