北京白癜风治疗最好医院 http://www.xxzywj.com/m/本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。氢气具有清洁环保的特点，很多国家和地区都将氢能作为应对气候变化，实现低碳能源转型的重要抓手。目前氢气的制取方式还是以天然气制氢为主，制氢的过程会产生CO2等温室气体，因此无法实现真正的“低碳”。其他的制氢技术，如电解法，利用两个电极之间的电流插入水中，克服水的化学键，从而将水分裂成氧气和氢气，这种方法已经非常成熟，但由于成本高，并未获得广泛应用，造成成本高的原因，除了极其耗能外，还有就是需要非常昂贵且相对稀有的金属铂，铂金在制氢过程中被用作催化剂使用。因此，研究人员长期以来一直在寻找铂金的替代品，储量丰富且价格便宜。一段时间以来，纳米材料形式的过渡金属二卤化物（或称TMDs）一直被认为是铂金催化剂的最好替代品。TMD由一种过渡金属的一个原子和一种卤素元素的两个原子组成。TMD之所以能成为铂金的替代品，不仅仅是因为它们的储量更丰富，而且它们的电子结构也能给电极带来提升。此外，作为纳米材料的TMD本质上是一种只有几个原子厚的二维超薄片，就像石墨烯一样。二维TMD纳米片的超薄特性，使得在催化过程中暴露出的TMD分子比块状的物质要多得多，从而提高并加快了制氢化学反应的速度。然而，即使这样，TMD分子也只是在纳米片的四个边缘发生反应。在平坦的内部，并没有发生什么。为了提高制氢的化学反应速度，需要将纳米片切割成非常薄，几乎是一维的条带，从而产生许多边缘。韩国科学技术院（KAIST）材料科学与工程系的SangOukKim教授领导的研究小组开发了一种化学剪刀，可以将TMD剪成细小的条状物，相关研究成果发表在《NatureCommunications》上。参与设计该工艺的研究人员Kim教授说：到目前为止，任何人都能够将石墨烯和磷烯变成这中纳米条带，因为它们都只由一种元素组成，但想要将TMD也做到这一点就很难了，因为它是由两种元素组成的。这把剪刀包括两个步骤，首先将锂离子插入TMD片的分层结构中，然后使用超声波使其自发地剪开成直线。它的工作原理有点像劈开一块胶合板：它很容易沿着纹理的一个方向断裂，Kim教授说。研究人员随后用各种类型的TMD进行了尝试，包括那些由钼、硒、硫、碲和钨制成的TMD。所有的效果都一样好，催化效率和铂金的效果一样好。由于实现简单，这种方法应该不仅可以用于TMD纳米带的大规模生产，还可以用其他多元素二维材料制造类似的纳米带，用途不仅仅是制氢。论文标题为《Longitudinalunzippingof2Dtransitionmetaldichalcogenides》。
