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澳大利亚昆士兰科技大学研发钴-镍-金系材料用于电化学生产氢气

发布日期:2018/12/12



       QUT教授AnthonyO'Mullane、UmmulSultana和他们的同事们已经发现了更价廉、更有效的材料来生产氢气用于储存可再生能源,这些材料可以取代现有的水分裂催化剂。


       澳大利亚昆士兰科技大学(QUT)教授AnthonyO’Mullane和在读博士生UmmulSultana展示了钴-镍-金系材料用于电化学生产氢气的效率,它可取代目前所使用的昂贵材料。


       国际能源机构估计,到2022年全球氢气市场将达到1550亿美元的规模。而澳大利亚凭借其所拥有的能源领域熟练技术劳动力资源和丰富的可再生能源来源,占据了有利的地位。


       工作于QUT大学化学、物理和机械工程学院的O’Mullane教授表示:“原则上,氢气提供了一种大规模储存清洁能源的方法,它让大型太阳能和风电场的推广以及绿色能源的出口成为可能。”


       但使用碳源生产氢的工艺会排放二氧化碳,这一温室气体降低了使用可再生能源对经济方面的益处。


       目前正在开发中的最成熟、最廉价的氢气生产工艺是热化学法,它使用化石燃料或天然气生产氢气;但澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的《国家氢气路线图》显示,使用低成本、低排放或零排放能源的电化学工艺正在迎头赶上。


       O’Mullane和Sultana的研究成果是这一技术向前推进的一部分。今年,澳大利亚柯廷大学(CurtinUniversity)的研究人员利用纳米晶体将太阳能转化为氢气的工作也取得了突破型的进展。


       O’Mullane表示,传统上将水分解成氢和氧分子的催化剂为氧化铱、氧化钌和铂等一些“昂贵的贵金属”。而且作为反应部分的氧气逸出也不总是稳定,有可能限制这一工艺的效率。


       而他与Sultana合作测试的方法使用了“两种地球上含量丰富的廉价替代品”——钴和氧化镍,其中仅含一小部分提高催化剂效率的金纳米颗粒,“来制造一种稳定、双功能的催化剂”,能够分解水并无排放地生产氢气。


       被储存的氢气可作为燃料电池用于运输领域,或在需求高峰时段将电力馈入电网。《澳大利亚国家氢气路线图》中指出,氢气系统也能够为电网的稳定性提供服务——它具有灵活的负载,可以根据需要上下浮动,但它们稳定电网的主要应用还是储能——在可再生能源来源丰富的季节捕捉能源,并在较低的季节将能源反馈入电网。


       O’Mullane计划在2019年致力于将这一工艺规模化,“建造电解槽使之能以合理的规模生产氢气”,以证明其商用价值。



来源:pv-magazine

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