只要加一點酸性層,商用電解槽就能以近 100% 效率海水製綠氫

再生能源製氫除了技術待突破、須提高效率外,其實還有一大難題,便是大量的淡水需求,一公斤的氫就需要九公升的純水,對於水資源本就匱乏的區域來說,綠氫備受挑戰,但現在澳洲、中國與美國團隊攜手,只要用一般的電解槽跟酸性層,即可以近 100% 效率分解海水製氫。

現在澳洲、中國與美國團隊攜手,只要用一般的電解槽跟酸性層,即可以近 100% 效率分解海水製氫。(圖/123RF)

澳洲阿德萊德大學、中國天津大學和南開大學以及美國肯特州立大學團隊的新研究,聲稱只要用便宜的酸性層搭配電解槽,只需要清理過濾層,不需要任何預處理就能電解海水。團隊表示,典型的電解槽催化劑多由氧化鈷製成,表面帶有氧化鉻,但海水的氯離子會嚴重侵蝕並破壞催化劑,鎂離子和鈣離子型成的沉澱物會也會在電極上累積並阻塞。

但團隊提出的解決方案基於酸鹼電子理論(Lewis acid),增加酸層可以從海水捕捉帶負電的羥基陰離子,催化劑周圍打造 pH 值 14 的強鹼環境,阻止氯化物侵蝕催化劑,也不會在電極上形成沉澱物。

阿德萊德大學化工教授 Shizhang Qiao 表示,團隊透過一般的海水、商用電解槽、普通的催化劑,以近 100% 的效率分解出氧氣和氫氣;阿德萊德大學化工副教授 Yau Zheng 更補充,新型設計的性能,已經很接近依靠鉑/銥催化劑的淡水電解設備。

近幾年來許多國家為了重型運輸、工業、鋼鐵業等轉型目標,逐漸重視氫能與再生能源氫能發展,但也因為電解水製氫需要大量淡水資源,恐會擠壓到原有的用水資源,預計到 2025 年,已經影響世界三分之二人口的水資源短缺問題,將變得更糟。

但是如果可以使用海水大量製造綠氫,那麼對於燃料電池中還是工業燃燒過程,為一大喜訊,團隊表示,他們正在努力擴大商業規模電解槽的系統,並尋找工業合作夥伴一同投入生產。

 

(本文由TechNews授權轉載)

 

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