
1月18日訊,制造綠氫的方法之一是電解水,利用催化劑將水分解成氫氣和氧氣,但目前需要昂貴的金屬元素。據(jù)《每日科學(xué)》雜志最近報(bào)道,美國(guó)和韓國(guó)科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)了一種新的水分解技術(shù)和催化劑材料,可以最大限度地提高綠氫的生產(chǎn)效率,且成本低,易于獲取。
氫對(duì)于實(shí)現(xiàn)世界工業(yè)部門的凈零排放目標(biāo)至關(guān)重要。美國(guó)政府去年提出了氫彈計(jì)劃,希望在十年內(nèi)將綠氫成本降低80%。該計(jì)劃由美國(guó)能源部領(lǐng)導(dǎo),旨在到2030年將綠氫成本降至每公斤1美元。美國(guó)能源部表示,實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)將有助于美國(guó)應(yīng)對(duì)氣候危機(jī),更快地實(shí)現(xiàn)2050年政府提出的凈零碳排放目標(biāo),創(chuàng)造高收入工作和發(fā)展經(jīng)濟(jì)。
目前,科學(xué)家獲得綠氫的主要途徑是利用電將水分解成氫氣和氧氣,但這一過程依賴于貴金屬(如鉑和銥)。這些元素既昂貴又稀有,阻礙了用氫能取代天然氣的過程。2020年,綠氫占年氫產(chǎn)量的不到1%,主要是因?yàn)殡娊馑^程中催化劑成本過高。
最新研究首席研究員、佐治亞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院副教授李晟祐(音譯)說:“我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型催化劑,其氧化物基底用到的貴金屬元素較少,電解水性能優(yōu)異。”
在最新的研究中,韓國(guó)能源研究所對(duì)新催化劑進(jìn)行了建模,韓國(guó)京浦國(guó)立大學(xué)和俄勒岡州州立大學(xué)對(duì)新催化劑進(jìn)行了X射線測(cè)量。李晟祐解釋說:“利用X射線,我們可以在納米尺度上監(jiān)測(cè)催化劑在水分解過程中的結(jié)構(gòu)變化,從而在操作條件下研究其氧化狀態(tài)或原子結(jié)構(gòu)。”
最新研究的另一位負(fù)責(zé)人、佐治亞技術(shù)研究所的樸進(jìn)鎬(音譯)表示,除了開發(fā)這種新型混合催化劑外,研究人員還可以更好地控制催化劑的形狀和金屬之間的相互作用,從而減少系統(tǒng)中催化劑的使用,提高其耐久性,降低綠氫制造成本。
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