纳米晶体会成为下一个重要的燃料来源吗?

与大多数与我们期望的不一样的小东西一样，纳米晶体带来了独特的挑战。取黄金为例。我们认出这种特殊的金属是因为它标志性的金色。如果你在淘金，即使是很小的金子，你也能根据颜色认出来。然而，将这个颗粒缩小到一纳米，你将无法识别它(即使你能看到纳米晶体)。它会变成蓝绿色或红色，因为纳米晶体很小，几乎完全是表面积。这种更大的表面积比例允许金属纳米晶体吸收颜色而不是反射它们。两两］．

虽然这个小事实可能会在聚会上给你的朋友留下深刻印象，但这个知识——纳米晶体遵循不同于其他物质的规则——也可能影响世界上的燃料来源。纳米晶体不仅与相同材料的更大颗粒具有不同的质量，而且它们与其他元素的反应也不同。粒子越小，其表面的原子越多;表面的原子越多，表面积就越大，与其他元素相互作用的能力也就越大。

这样想:你在一个深而不宽的水柱中游泳。你可以像海星一样伸展你的胳膊和腿，触摸圆柱的边缘。然后你决定在一个篮球场大小的浅水池里游几圈。在所有条件都相同的情况下，如果你在浅水池里划水，你会接触到更多的水面，而不是漂浮在深的圆柱形水池里。这也是纳米晶体的工作原理。它们的许多小颗粒有更多的表面暴露在其他化学物质或元素中，这可以导致更大的化学反应速度

这种更大的表面积使纳米晶体成为良好的催化剂，或使化学反应成为可能的物质。当用作催化剂时，纳米晶体可以提高化学反应的速度，而无需自身发生变化。这意味着纳米晶体可以在比其他催化剂更低的温度下将原材料转化为燃料。相反，纳米晶体使得在较低温度下燃烧更多燃料成为可能。

纳米技术可以使现有的替代燃料技术更加可行。例如，玉米被转化为乙醇，一种替代非化石燃料。但等到玉米发芽、灌溉、收获、运输，然后转化为乙醇时，这个过程就不是特别划算，也不是特别节能。通过使用纳米晶体作为催化剂，一大批酶可以高效、快速地吞噬像木屑或草这样的废物，并将它们转化为乙醇。理解纳米］．

不过，还有一个问题。纳米颗粒虽然自然产生，但更难以有目的地制造。研究人员还没有找到一种利用纳米颗粒的方法，更不用说大规模生产它们了。当他们做到这一点时，我们就可以拥有一种可再生的、高效的、廉价的能源——一种可能导致更低的能源账单和更大的发动机里程的车辆。

打开手电筒，你看到的是燃料电池在工作。从根本上说，燃料电池是一种利用化学反应产生电流的电源。的电池手电筒内部是一个燃料电池，它把化学物质限制在一个整洁的小盒子里。一旦化学物质磨损，不能再相互反应，电池可以充电或扔掉。

还有一种燃料电池依赖于外部元件的摄入。例如，氢燃料电池不是将所有的元素封闭起来，而是需要获得像氢和氧这样的外围元素来发电。的道路上］．这就是纳米技术发挥作用的地方。纳米技术的应用可以提高氢燃料电池的工作效率，降低其生产成本;这可能会降低以这种替代能源为燃料的汽车的价格，以及生产运行所需能源更少的燃料电池。

有了纳米晶体，燃料电池的制造成本也会下降。传统上，氢燃料电池使用铂作为催化剂，将外部元素转化为能量。铂是相对稀少的，通过能源密集型开采来提取。通过使用铂纳米晶体，它大大减少了制造燃料电池所需的昂贵铂的数量。在某些情况下，像钴这样便宜材料的纳米晶体可以用来完全绕过对铂的需求[来源:理解纳米］．

纳米晶体也可以改变用于制造燃料电池的材料。大多数燃料电池使用液体来连接电极，因为液体是比固体材料更好的导体。但是，通过向固体材料中注入纳米晶体，这些材料本身就变得更加有利，从而消除了对液体导体的需要，从而节省了空间，提高了导电性，并使燃料电池更小。科学日报］．最终，使用世界上一些最小粒子的技术可能会带来下一个大型燃料来源——或者至少是一种更有效地利用我们现有燃料来源的方式。