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)》雜志最近報道,美國和韓國科學(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。
氫對于實現(xiàn)世界工業(yè)部門的凈零排放目標至關(guān)重要。美國政府去年提出了氫彈計劃,希望在十年內(nèi)將綠氫成本降低80%。該計劃由美國能源部領(lǐng)導(dǎo),旨在到2030年將綠氫成本降至每公斤1美元。美國能源部表示,實現(xiàn)這些目標將有助于美國應(yīng)對氣候危機,更快地實現(xiàn)2050年政府提出的凈零碳排放目標,創(chuàng)造高收入工作和發(fā)展經(jīng)濟。
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%,主要是因為電解水過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)院機械工程學(xué)院副教授李晟祐(音譯)說:“我們設(shè)計了一種新型催化劑,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,韓國能源研究所對新催化劑進行了建模,韓國京浦國立大學(xué)和俄勒岡州州立大學(xué)對新催化劑進行了X射線測量。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)?!?/span>
最新研究的另一位負責人、佐治亞技術(shù)研究所的樸進鎬(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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