ポリマーヒドロゲルは、リサイクル可能な寿命が長く、ジメチルアミンボランの加水分解による水素ガス生産のためのNi/PD合金を支持しました

水素ガス産生は、金属ナノ粒子の触媒効果により、ジメチルアミンボランから生成できます。過去の研究の取り組みは、有機溶媒の脱水素化に重点を置いていました。この研究では、水溶液中のボランの加水分解が調査されました。これは、2つの重要な利点を抱えています。ポリマーヒドロゲルは、水溶液中の触媒として金属粒子の優れたキャリアとして機能します。3Dネットワーク構造を持つポリマーヒドロゲルに分散したNi/PDバイメタルナノクラスターのために、水素産生の運動分析を実施しました。バイメタリックナノクラスターによって触媒される反応は、34.95 kJ/molの活性化エネルギーを持っており、NIまたは他の金属触媒による報告よりもかなり低い。PDまたはNI単独よりも高い活性を持つNi/PDバイメタル触媒（Ni-PD = 20/1）で有意な相乗効果が観察されました。これは、ボラン加水分解におけるナノ粒子の合金性と、両方の金属による水とボランの活性化がO-HとB-H結合を破壊することを証明しています。Ni/PD金属を備えたヒドロゲルは、以前に準備されたすべての触媒よりもはるかに長い寿命でリサイクルできます。ポリマーヒドロゲルを備えた水性ボラン溶液は、長期使用のためにより持続可能な水素サプライヤーになる可能性があります。

Hydrogen gas production can be produced from dimethylamine borane by the catalytic effect of metal nanoparticles. Past research efforts were heavily focused on dehydrogenation in organic solvents. In this study, hydrolysis of the borane in aqueous solutions was investigated, which bears two significant advantages: that two-thirds of the hydrogen generated originate from water and that the hydrogen storage materials are non-flammable. Polymer hydrogels serve as good carriers for metal particles as catalysts in aqueous solutions. Kinetic analysis of hydrogen production was performed for Ni/Pd bimetallic nanoclusters dispersed in a polymer hydrogel with a 3-D network structure. The reaction catalyzed by the bimetallic nanoclusters has an activation energy of only 34.95 kJ/mol, considerably lower than that by Ni or other metal catalysts reported. A significant synergistic effect was observed in the Ni/Pd bimetallic catalysts (Ni-Pd = 20/1) with a higher activity than Pd or Ni alone. This proves the alloy nature of the nanoparticles in the borane hydrolysis and the activation of water and borane by both metals to break the O-H and B-H bonds. The hydrogel with the Ni/Pd metal can be recycled with a much longer lifetime than all the previously prepared catalysts. The aqueous borane solutions with a polymer hydrogel can become a more sustainable hydrogen supplier for long-term use.