電解水獲取氫氣能否實現低成本,澳大利亞科學家有了最新發現

1、澳洲莫納什大學的科學家們正在接近廉價和可再生的氫氣生產

電解水獲取氫氣能否實現低成本,澳大利亞科學家有了最新發現

電分解水是生產綠色氫燃料最可行的方法之一,是一種多用途的間歇式可再生能源的儲存和長距離運輸手段。澳大利亞莫納什化學學院的Alexandr Simonov博士是今天發表在《自然催化》(Nature Catalysis)上的一篇論文的主要作者,該論文為澳大利亞這個擁有巨大可再生能源資源的國家發展分水技術提供了新的思路。

"可再生能源需要一種能源載體,使能源能夠以最有效的方式在澳大利亞運輸和出口,"西莫諾夫博士說,他同時也是澳大利亞電動材料科學中心的成員。 "在實際情況下,這需要強有力的電子材料——催化劑,它可以加速水分裂過程中的兩個半反應——氫的進化和氧的進化反應。"

"我們的研究團隊引入了一種基於地球豐富元素的內在穩定的"自愈"催化系統,以促進在強酸性環境和高溫下的水電解過程。

催化劑具有最先進的活性,最重要的是,在各種侵蝕性、技術相關的水裂解條件下,表現出無與倫比的穩定性。

電解水獲取氫氣能否實現低成本,澳大利亞科學家有了最新發現

電解分水:氧和氫的生成反應發生在陽極和陰極,它們被分開通過酸性質子導電電解質。

蒙納士化學學院、蒙納士電子顯微鏡中心、蒙納士X射線平臺、CSIRO和澳大利亞同步加速器的設施使研究人員對催化劑的操作模式有了深入的瞭解,並確定了未來改進的途徑。

西莫諾夫博士說:"該催化系統運行穩定,成本低廉,因此被認為是水電解生產綠色氫燃料的潛在合適選擇。"

研究合著者、莫納什化學學院的Arc Laureate研究員Doug Macfarlane教授說,對水氧化電催化劑的研究是澳大利亞電子材料科學中心的一個核心主題,他領導著能源項目。"這對快速發展的國家可再生能源部門至關重要,"麥克法蘭教授說。他說:"這項工作代表著一項突破,將使可再生能源廉價生產綠色氫更接近現實。""這是一項重要的發展,將進一步確立澳大利亞在可再生能源發電和出口方面的全球強國地位。"

西莫諾夫博士說,酸性電解質電解槽中的水分解最有可能是綠色制氫的未來。然而,這種裝置的陽極處的條件異常惡劣,甚至極穩定的貴金屬也會受到腐蝕。他們的策略是提供一種廉價的催化劑,在手術過程中自我修復。


2、氫的成本問題限制了氫能的普及利用

電解水獲取氫氣能否實現低成本,澳大利亞科學家有了最新發現

氫能燃料電池的利用,幾乎可以從任何含氫的來源中提取氫,包括傳統(化石燃料)和可再生資源(沼氣、生物量、太陽能和風能),以及電解水獲得氫。考慮到這些不同的氫源,燃料電池與可再生和化石燃料工業之間存在協同作用。隨著燃料電池和氫氣行業的持續增長,這些行業的市場擴張機會也將擴大。

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燃料電池普及的另一個主要障礙是氫的來源。純氫在地球上不是天然存在的,它的製造既昂貴又高耗能,日本Iwatani集團是通過燃燒天然氣來生產純氫,而澳大利亞政府正試圖通過燃燒褐煤來生產大量的天然氣。如果該項目成功,澳大利亞希望將其氫氣出口到日本等國。

因為沒有足夠的數據支撐,目前尚不清楚,即使是能夠在全國加氫站網絡上大量交付氫燃料,在每英里行駛的基礎上是否會與汽油車具有價格競爭力,還需要進一步考量與嘗試。

高昂的成本只能通過轉嫁消費者的方式來解決,因此燃料電池電動汽車的推廣,必須與政府激勵政策相配套,就像混合電動汽車與純電動汽車,補貼帶動技術進步與消費者增長,而後再逐步取消各項補貼政策,因此在氫氣進入主流之前,成本需要大幅下降。

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氫能產業巨大,投資機會也很多,尤其氫的生產、運輸和儲存的產業鏈條環節都在具有很好的投資機會,在全球看,這些環節都處於局部應用階段,主要是成本限制,因此投入可研力量,攻克技術難關,降低應用成本,未來前景可觀。

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