科学家找到更便宜的方法来从水中制造氢能

新闻2019-12-13 11:03:40
导读在由UNSW领导的科学家团队展示了一种更便宜,更可持续的方式来生产驱动其所需的氢气之后,氢气驱动的汽车可能很快将不仅仅是一种新颖性。在

在由UNSW领导的科学家团队展示了一种更便宜,更可持续的方式来生产驱动其所需的氢气之后,氢气驱动的汽车可能很快将不仅仅是一种新颖性。

在最近发表在《自然通讯》上的研究中,来自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表明,通过使用低成本的金属(如铁和镍)作为催化剂,可以从水中的氧气中分离出氢气来捕获氢气。这种化学反应同时需要更少的能量。

在地球上大量发现的铁和镍将取代贵金属钌,铂和铱,直到现在,这些金属仍被视为“水分解”过程中的基准催化剂。

新南威尔士大学化学学院的教授赵传川说,在水分解过程中,两个电极将电荷施加到水上,从而使氢从氧气中分解出来,并用作燃料电池中的能量。

他说:“我们要做的是在电极上涂上催化剂,以减少能耗。” “在这种催化剂上,有一个微小的纳米级界面,铁和镍在原子级相遇,成为分裂水的活性部位。在这里,氢可以从氧气中分离出来并作为燃料捕获,氧气可以作为环保废物被释放。”

2015年,赵教授的团队发明了创纪录的高效率的镍铁电极用于氧气的产生。但是,赵教授说,铁和镍本身并不是产生氢的良好催化剂,但它们在纳米级结合的地方是“发生魔术的地方”。

他说:“纳米级界面从根本上改变了这些材料的性能。” “我们的结果表明,镍铁催化剂的活性与生成氢气的铂催化剂一样。

“另一个好处是我们的镍铁电极可以催化氢气和氧气的产生,因此,我们不仅可以通过使用富含地球的元素来削减生产成本,而且可以制造一种而不是两种催化剂。”

快速浏览一下当今的金属价格,就说明了为什么这可能是加快向所谓的氢能经济过渡的游戏规则改变者的原因。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,也就是说,价格贵了数千倍。

赵教授说:“目前,在化石燃料经济中,我们有巨大的动力转向氢经济,这样我们就可以将氢用作地球上丰富的清洁能源载体。”

“多年来,我们一直在谈论氢经济,但是这次看起来好像真的要来了。”

赵教授说,如果进一步发展水分解技术,可能会有一天像今天的加油站一样加氢站,在那里你可以用这种水分解反应产生的氢气填充氢燃料电池车。与锂电池供电的电动汽车的加油相比,加油仅需数分钟即可完成。

“我们希望我们的研究可以被这样的电站所利用,利用诸如水,太阳能和这些低成本但高效的催化剂等可持续资源来制造自己的氢气。”

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