目前化石燃料为主要提取氢气方法,虽然转换效率高达 80%,但一点也不环保,因此为改变现状,美国科学家已为电化学水分解制氢法研制全新电极,除了可成功从海水提取氢气与氧气,人们还不用担心海水会腐蚀电极。
在绿色制氢技术中,电化学水分解制氢是一项备受关注的方式,人们只要透过简单而历史悠久的电解概念,在水中放置阴阳两极,通电后阴极就会产生氢气,氧气则会从阳极冒出。
只不过这种方法仅能用在纯水中,对于某些国家或地区来说,淡水是相当珍贵的资源,大规模发展电化学水分解制氢可谓难加上难,对此,不少科学家决定将目光转移到海洋,希望可从取之不尽用之不竭的海水中获取新一代能源。
而团队在成功从海中提取氢燃料之前,首先得解决海水侵蚀问题,海中氯化物(氯化盐)含量相当高,会腐蚀电极致使设备寿命大打折扣。
目前史丹佛大学已找出解决办法,透过在阳极覆涂带有负电荷的涂层,可避免同为负电荷的氯化物接近阳极,不让底层金属被腐蚀。
团队首先将镍-铁氢氧化物叠在涂有镍泡沫的硫化镍上,电极浸水通电后,镍泡沫就会开始输送电力给镍-铁氢氧化物,将海水分解成氢与氧,而硫化镍则会变成带有负电的薄膜,化身成保护阳极的盾牌。
论文主要作者 Michael Kenney 表示,假如没有硫化镍层,阳极的寿命只有短短的 12 小时,相较之下新型阳极可以运作超过 1,000 小时,且新型阳极也可以承受更大的电流,与过去研究相比,电流大小已提高近 10 倍,可进一步提高提取氢气的速度。
且由于该设备也能产生氧气,新技术除了可应用在氢燃料电池车、供暖,未来更可用于潜水或是潜艇设备中,潜水员不用浮上水面呼吸,人们再也不用为没有氧气而发愁。
史丹佛团队则尚未公布转换效率或是制氢量等数据,不过目前该团队已打造出太阳能-制氢设备原型,已成功运用来自旧金山湾的海水来产生氢气,Kenney 表示,人们也能用新设备从纯水中提取氢与氧,应用范围相当广泛。
- Stanford researchers create hydrogen fuel from seawater
(首图来源:史丹佛大学)
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