这张图片提供了嵌入纳米钻石(亮白点)的氧化石墨烯片(黑色层)的抽象视觉表示。纳米金刚石产生远距离静电力(模糊的白色圆圈)，即使在潮湿的条件下也能稳定薄片，为氢气纯化创造了一种有前途的膜材料。(ⓒ·希达(5岁)和津治彻(照片))。图片来源:ⓒ·希达和托鲁·津吉纳米钻石可能很小，但它们可以帮助解决当今人类面临的最大问题之一:气候变化。氢气是一种清洁燃烧的燃料，消耗后除了水什么都不会留下。许多国家将氢视为实现零碳未来的一种方式，但转向氢经济需要氢的生产比现在更加负担得起。
在本月发表在《自然能源》杂志上的一项研究中，由京都大学综合细胞材料科学研究所(iCeMS)领导的研究人员描述了纳米金刚石增强复合膜如何从潮湿的混合物中纯化氢气，使氢气产生过程更加高效和经济。
“有几种可扩展的方法来生产氢气，但是氢气通常是潮湿的混合物，它们的净化是一个挑战，”领导iCeMS团队的渎神·西瓦尼亚教授说。“膜技术允许节能和经济的分离过程。但是我们需要合适的膜材料来使它发挥作用，”西瓦尼亚补充说。
氧化石墨烯(GO)是石墨的水溶性衍生物，可以组装成膜，用于氢气纯化。氢气很容易通过这些过滤器，而较大的分子会卡住。
氢气通常在非常潮湿的条件下与CO2或O2分离。GO片带负电，这导致它们相互排斥。当暴露在潮湿的环境中时，带负电的薄膜会更加排斥彼此，从而使水分子聚集在GO薄膜之间的空间中，最终溶解薄膜。
参与监督这项研究的贝南·加雷博士解释说，在GO片上添加纳米钻石可以解决湿度引起的崩解问题。“带正电的纳米金刚石可以抵消薄膜的负排斥作用，使GO片更加致密和防水。”
该团队还包括来自日本和国外的其他研究小组。日本同步辐射研究所的研究人员进行了先进的x光研究。量子生命科学研究所(QST)帮助开发材料。上海理工大学(中国)和中央大学(台湾)参与了最先进的材料表征。
西瓦尼亚说:“在我们与QST的柳吉·伊加拉希博士的合作中，我们能够获得具有明确尺寸和功能的纳米钻石，没有这些，这项研究是不可能的。“重要的是，Igarashi的集团拥有一项专利技术，可以在未来以合理的成本扩大纳米钻石的生产。”
Sivaniah说，纳米钻石除了制氢之外，还有潜在的用途。湿度控制在许多其他领域也至关重要，包括制药、半导体和锂离子电池生产。膜技术还可以通过有效去除湿气来彻底改变空调。空调是最低效的冷却方式之一，因为大量用于驱动空调的电力被用来消除湿度，产生更多的二氧化碳排放，并造成全球变暖的恶性循环。
日本政府坚定地致力于零碳未来。它设立了一个200亿美元的绿色创新基金，以支持主要行业参与者和向市场带来新技术的创业企业之间的联合伙伴hips。
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