一种新的气凝胶显示出清洁氢气生产的潜力

气凝胶是密度极低的固体材料。它们通常是通过从常规凝胶中去除液体成分来生产的。这使它们具有固体的结构特性，同时保留 97% 的空气。它们通常用于绝缘、溢油清理和捕获太空灰尘等用途。现在，苏黎世联邦理工学院多功能材料实验室的研究人员设计了一种气凝胶，可以帮助产生氢气。

研究人员此前一直在研究由晶体半导体二氧化钛 (TiO2) 纳米颗粒组成的气凝胶。这些气凝胶用作光催化剂，在阳光的帮助下加速化学反应。一种这样的反应是产生氢气。但二氧化钛的一个主要缺点是它只吸收紫外线——这仅占光谱的 5% 左右。

为了制造吸收更广泛光谱的气凝胶光催化剂，博士生 Junggou Kwon 提出了用氮掺杂 TiO2 纳米颗粒的想法。这用氮原子取代了单个氧原子，吸收了更大范围的光，同时保持气凝胶的多孔结构完好无损。

然后 Kwon 对气凝胶做了进一步的改变，包括添加少量的钯——一种稀有气体——并注入氨气。

氢气很重要，因为它可以用作车辆和锅炉等应用的燃料。氢燃料在使用时只释放水。然而，目前，世界上大部分的氢都来自天然气——一种化石燃料——在一个非常碳密集的过程中。因此，竞相扩大更可持续的制氢工艺。

第一个气凝胶于 1931 年由二氧化硅制成。从那时起，这些神奇的材料被发现了大量的新用途。除了用于绝缘和空间研究外，我们还看到它们用于许多创新，包括太阳能医疗消毒和用于缺电社区的太阳能海水淡化泵。

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