林璋Angew.：忽略的自然析氢途径：低温蛇纹石化过程中Ni2+促进F(OH)2氧化还原H2O

天然氢气（H₂）作为一种可再生能源，在缓解全球日益增长的环境问题方面受到了广泛关注。低温蛇纹石化（<200 ℃）是一种典型的水岩反应，是天然氢气的主要来源。然而，合成氢气的反应机理和控制步骤尚不清楚，阻碍了天然氢气的进一步利用。

近日，华南理工大学林璋教授（通讯作者）等人报道了在低温蛇纹石化过程中，可以通过Fe(OH)₂的氧化来确定H₂生产速率。

在厌氧碱性条件下，将磁铁矿中典型的共生Ni²⁺和其他离子（Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Cr³⁺、Co²⁺、Mn²⁺和Zn²⁺等）分别与Fe²⁺共沉淀，以实验模拟在低温蛇纹石化的典型温度下含Fe(II)水镁石氧化过程中的H₂生成。结果表明，Ni²⁺能显著提高Fe(OH)₂氧化生产H₂的速率。

此外， Ni²⁺的共存可以极大提高生产H₂的动力学。在90 ℃下，仅添加1%的Ni²⁺时，生产H₂的速率显著提高约两个数量级。D₂O同位素实验和密度泛函理论（DFT）计算表明，提高生产H₂的动力学可归因于Ni²⁺促进H₂O还原的催化作用。作者还发现，生产H₂的能力与溶液中的温度和浓度密切相关。

总之，该发现不仅解释了低温蛇纹石化产生H₂的机理，而且通过超镁铁质岩石中Ni²⁺含量可以预测其产生H₂的能力。更重要的是，它还可能为帮助我们了解早期地质事件的成因提供一个新的方向。

An Overlooked Natural Hydrogen Evolution Pathway: Ni²⁺ Boosting H₂O Reduction by Fe(OH)₂ Oxidation during Low-temperature Serpentinization. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202110653.

https://doi.org/10.1002/anie.202110653.

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林璋Angew.：忽略的自然析氢途径：低温蛇纹石化过程中Ni2+促进F(OH)2氧化还原H2O

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