氢气泵站

廉价、高效的电催化剂是绿色氢的“游戏规则改变者”

图片来源:Dreamstime

西澳大利亚科廷大学的研究人员发现了一种更便宜、更有效的电催化剂,可以从水中制取绿色氢。他们希望这种催化剂最终能够为大规模清洁能源生产开辟新的途径。

氢有潜力成为一种零碳燃料,燃烧或用于燃料电池时只产生热量和水。这使得它在取暖和运输方面成为化石燃料的极具吸引力的替代品。一个英国政府脱碳计划的支柱到2030年,氢能产能将大幅扩大至5GW。

由于目前氢气的生产成本比它可以取代的燃料要高得多,政府正在考虑提供补贴来弥补差距,有争议地支持绿色和蓝色氢(后者会比煤炭污染更严重吗).蓝色氢是从天然气中产生的,而绿色氢是通过电解将水分解成氢和氧产生的。虽然考虑到绿色氢气总体上不产生碳的潜力,它是首选的选择,但这个过程还不够高效,无法大规模推广。

通常,科学家们使用铂等贵金属催化剂来加速反应,以产生绿色氢。现在,科廷大学的研究人员发现,向更便宜的、以前无效的催化剂中添加镍和钴,可以提高它们的性能(降低分解水所需的能量,提高产量)。

领导这项研究的贾国华博士说,这项工作可能对未来的可持续燃料产生深远影响。

“我们的研究基本上看到我们采用二维铁硫纳米晶体,它通常不作为从水中获得氢的电驱动反应的催化剂,并添加少量的镍和钴离子。当我们这样做的时候,它完全把表现不佳的铁硫变成了一种可行的高效催化剂。”他解释道。“使用这些更丰富的材料比目前的基准材料氧化钌更便宜、更高效,氧化钌来自钌元素,价格昂贵。”

“我们的发现不仅拓宽了现有的可能粒子组合的‘调色板’,而且还引入了一种新的、有效的催化剂,可能在其他应用中有用。它还为能源领域的未来研究开辟了新的途径,使澳大利亚处于可再生和清洁能源研究和应用的前沿。”

贾说,下一步将涉及在更大范围内扩展和测试电催化剂,以评估其商业可行性。

贾庆林说:“在全国能源市场上,只有21%的能源来自可再生能源,这显然表明澳大利亚需要付出更多努力,从化石燃料过渡到清洁能源。”“但只有当研究部门的知识转化为能源领域的实际解决方案和应用时,这种转变才有可能实现。”

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