新型海水制氫催化劑研發(fā)成功，有望大幅降低電解槽使用成本！
長(zhǎng)期以來，人們將氫視為未來清潔燃料。尤其是對(duì)制造業(yè)、航空業(yè)和航運(yùn)業(yè)等難以脫碳的行業(yè)來說，氫能源更是應(yīng)對(duì)關(guān)鍵能源挑戰(zhàn)的潛在解決方案。 但目前，世界上幾乎所有的氫氣都提取自化石燃料，每年會(huì)造成約8.3億噸的二氧化碳排放。這相當(dāng)于英國(guó)和印度尼西亞二氧化碳年排放量之和。
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長(zhǎng)期以來，人們將氫視為未來清潔燃料。尤其是對(duì)制造業(yè)、航空業(yè)和航運(yùn)業(yè)等難以脫碳的行業(yè)來說，氫能源更是應(yīng)對(duì)關(guān)鍵能源挑戰(zhàn)的潛在解決方案。
但目前，世界上幾乎所有的氫氣都提取自化石燃料，每年會(huì)造成約8.3億噸的二氧化碳排放。這相當(dāng)于英國(guó)和印度尼西亞二氧化碳年排放量之和。
裂解水制氫雖然可以做到無碳排放，但成本昂貴，從商業(yè)角度講基本行不通，因此該方法制取的氫氣僅占全球氫氣總量的1%。
為此，澳大利亞研究人員開發(fā)出了一種便宜、節(jié)能的海水制氫新方法，可將海水直接分解成氫氣和氧氣，省去了海水淡化這一步驟，從而節(jié)省相關(guān)成本，減少了能源消耗和碳排放，向“綠色”氫工業(yè)邁出了可行的關(guān)鍵一步。相關(guān)研究近日發(fā)表于Small。
“我們知道氫作為清潔能源具有巨大潛力，特別是對(duì)于那些無法輕易轉(zhuǎn)用可再生能源的行業(yè)來說。要真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，氫氣的整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)必須要做到無碳排放，并且不能因此使世界上寶貴的淡水儲(chǔ)量減少。”論文作者、皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)校長(zhǎng)特聘研究員Nasir Mahmood表示，而我們從海水中直接制氫的方法簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展，并且比目前市場(chǎng)上的任何綠色氫氣制備方法都更具成本效益。
通常“綠色”氫氣的制備方法為電解水制氫，即通過電解槽向水中輸送電流，將其分解為氫和氧，而電解槽中須要加入昂貴的催化劑，會(huì)消耗大量能源和水(制備1公斤氫氣約需9升水)。而如果使用海水制氫還有一個(gè)阻礙——作為副產(chǎn)物的有毒氯氣。
“如果在不解決該問題的情況下制備滿足世界需求的氫氣，作為副產(chǎn)物，每年將產(chǎn)生2.4億噸氯，遠(yuǎn)超世界的氯需求，會(huì)破壞環(huán)境。”Mahmood說，而我們的新工藝不僅不會(huì)排放二氧化碳，更不會(huì)產(chǎn)生氯氣。
RMIT研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種專門用于海水制氫的特殊催化劑——多孔N-NiMo3P。
“此前所用的催化劑昂貴且復(fù)雜，難以規(guī)?；a(chǎn)。而我們開發(fā)的新型催化劑可在室溫下使用，反應(yīng)時(shí)所需能量少。”Mahmood說，他們通過一種簡(jiǎn)單的方法改變了催化劑內(nèi)部化學(xué)性質(zhì)，使它們能夠大規(guī)模生產(chǎn)。
研究人員表示，這項(xiàng)技術(shù)有望在大幅降低電解槽使用成本，達(dá)到澳大利亞政府制定的“綠色”氫氣生產(chǎn)目標(biāo)，即每公斤兩美元，使其比化石燃料提取氫更具競(jìng)爭(zhēng)力。
目前，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了專利。研究人員計(jì)劃與行業(yè)伙伴合作，開發(fā)出一個(gè)電解槽原型，結(jié)合一系列催化劑以大量生產(chǎn)氫氣。
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