研究人員一直在尋找從鹽水中制造綠色氫的方法。
鹽水通常會(huì)快速降解電解槽,但科學(xué)家們正在尋找實(shí)用的解決方案,使電解槽耐海水腐蝕。
長(zhǎng)期以來,綠氫一直被視為清潔能源的圣杯。它可以像傳統(tǒng)的碳基燃料一樣燃燒,溫度高到足以煉鋼,但剩下的只有水蒸氣。事實(shí)上,制造氫——一個(gè)涉及分裂水分子的過程——是極其耗能的,并且存在一些阻礙其增長(zhǎng)的重要因素。氫已經(jīng)在世界各地的工業(yè)過程中使用,但幾乎沒有一種是“綠色的”。氫的清潔程度取決于制造氫的能源,而綠色氫僅指使用可再生能源制造的氫。灰色氫是用化石燃料制成的氫的名稱。一些人還將第三類氫——藍(lán)色氫——從天然氣中提取,與石油或煤炭相比,藍(lán)色氫是一種排放更低的選擇。目前,制造綠色氫的成本是制造灰色氫的兩倍多,約為每公斤5美元。
除了經(jīng)濟(jì)問題,國(guó)際能源機(jī)構(gòu)還表示,將過多的綠色能源從其他用途轉(zhuǎn)移到綠色制氫上,將適得其反。簡(jiǎn)而言之:我們不是在解決氣候危機(jī),而是在零和游戲中轉(zhuǎn)移資源和排放。
另一個(gè)問題是,綠色制氫需要大量的純水,而純水是一種越來越稀缺的資源。這意味著擴(kuò)大綠色氫氣生產(chǎn)可能會(huì)嚴(yán)重加劇已經(jīng)迫在眉睫的全球淡水短缺。《Science》雜志最近報(bào)道說:“用電解法產(chǎn)生1公斤氫氣需要大約10公斤水。使用綠色氫氣運(yùn)行卡車和關(guān)鍵行業(yè)每年可能需要大約250億立方米的淡水,相當(dāng)于一個(gè)擁有6200萬人口的國(guó)家的用水量。”
為了應(yīng)對(duì)這一困境,一些研究人員一直在尋找從鹽水中制造綠色氫的方法。這一創(chuàng)新意味著理論上我們可以利用海洋作為取之不盡的水源來生產(chǎn)清潔燃燒的氫氣。其中一些已經(jīng)取得了一定的突破。三個(gè)不同的研究小組——墨爾本皇家理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)和阿德萊德大學(xué)——分別報(bào)告了將電解槽應(yīng)用于海水的重大進(jìn)展。
問題是,使用鹽水(而不是淡水)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品氯氣,氯氣具有很強(qiáng)的腐蝕性,會(huì)導(dǎo)致電解槽在幾小時(shí)內(nèi)失效,而通常情況下,電解槽可以使用數(shù)年。這三個(gè)研究小組都通過在電極上涂上各種化合物和膜,在尋找解決這一問題的方法方面取得了重大進(jìn)展。尤其是南京工業(yè)大學(xué)取得了令人印象深刻的突破,據(jù)報(bào)道,其電解槽已經(jīng)運(yùn)行了3200小時(shí)而沒有出現(xiàn)退化的跡象。
原標(biāo)題:海水制氫方法中關(guān)鍵的電解槽腐蝕問題正得到解決