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科学家们找到了更廉价的方法来从水中制氢

发布日期:2019/12/13



      科学家们证明了仅用水、铁、镍和电就能比以前更便宜地制造出氢气。


      一个由瑞士联合大学领导的科学家团队展示了一种更便宜、更可持续的方法来制造氢动力汽车,这种汽车可能很快就不仅仅是一种新奇的东西了。


     在最近发表在《自然通讯》上的研究中,悉尼新南威尔士大学,格里菲斯大学和斯威本科技大学的科学家证明,通过使用低成本的金属(如铁和镍)作为催化剂,可以从水中的分离出氢气并捕获。这种化学反应只需要更少的能量。


     地球上储量丰富的铁和镍将取代迄今为止被视为“水分解”过程基准催化剂的贵金属钌、铂和铱。
新南威尔士大学化学学院的赵川(音译)教授说,在水的分裂过程中,两个电极对水施加电荷,使氢从氧中分裂出来,作为燃料电池的能量。


     他说:“我们所做的就是在电极上涂上催化剂,以减少能源消耗。在这种催化剂上,有一个微小的纳米级界面,铁和镍在原子层面相遇,成为水解的活性位点。在这里,氢可以从氧中分离出来作为燃料,而氧可以作为一种环保的废物被释放。”




     在这种催化剂上,有一个微小的纳米级界面,铁和镍在原子层面相遇,成为水解的活性位点。


     2015年,赵教授的团队发明了一种镍-铁电极,以创纪录的效率产生氧气。然而,赵教授表示,就其本身而言,铁和镍并不是产生氢的良好催化剂,但它们在纳米尺度上的结合导致了“奇迹的发生”。


  “纳米级的界面从根本上改变了这些材料的性质,”他说。“我们的研究结果表明,镍-铁催化剂在制氢方面与铂-铁催化剂一样活跃。”


   “另一个好处是,我们的镍-铁电极可以同时催化氢和氧的生成,因此,我们不仅可以利用地球上丰富的元素来降低生产成本,而且还可以通过生产一种催化剂而不是两种催化剂来降低成本。”


     快速浏览一下今天的金属价格,就会明白为什么这可能是改变游戏规则的技术。铁和镍的价格分别为每公斤0.13美元和19.65美元。相比之下,钌、铂和铱的价格分别为每克11.77美元、42.13美元和69.58美元——换句话说,贵了数千倍。


      赵教授表示:“目前,在我们的化石燃料经济中,我们有转向氢经济的巨大动力,这样我们就可以把氢用作地球上储量最丰富的清洁能源载体。”


    “我们谈论氢经济已经有很长时间了,但这一次,它似乎真的要来了。”


       赵教授表示,如果这种水解技术得到进一步发展,有一天加氢站能像今天的加油站一样普及,你可以在那里用这种水解技术现场制氢给燃料电池汽车加注。与锂电池驱动的电动汽车相比,氢燃料补给只需几分钟就能完成。


   “我们希望我们的研究可以被这样的氢站用来制造他们自己的氢,使用可持续的资源,如水力、太阳能和这些低成本但高效的催化剂。”




来源:燃料电池工程 中国新能源网


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