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昆士蘭科技大學發現更低成本,更有效的氫氣生產工藝

2018-12-11 15:04  瀏覽:  

近日,QUT(昆士蘭科技大學) Anthony O'Mullane教授,Ummul Sultana及其同事已經發現了更便宜,更有效的材料,用于生產氫氣,用于儲存可替代現有水分解催化劑的可再生能源。

QUT化學,物理和機械工程學院的O'Mullane表示,“原則上,氫氣提供了一種方式來儲存清潔能源,其規模是大型太陽能和風力發電場的推出以及綠色能源出口所必需的,目前使用碳源生產氫氣的方法會在經濟的其他部分排放二氧化碳,這種溫室氣體可以降低使用可再生能源的好處”。

目前正在開發的最成熟和最便宜的氫生產方法是熱化學,使用化石燃料或天然氣生產氫氣; 但根據最近的CSIRO 國家氫氣路線圖,使用低成本,低排放或零排放能源的電化學過程的發展正在迎頭趕上。

CSIRO進行的模擬顯示,20世紀30年代商業熱化學氫生產在線成本為2.14美元至2.74美元/千克; 有利的低排放電力合同可能使電化學示范項目在2025年以2.29美元至2.79美元/公斤的價格上市。

傳統上,用于將水分解成氫和氧分子的催化劑“涉及昂貴的貴金屬,如氧化銥,氧化釕和鉑,”O'Mullane說。并且,他說氧氣作為反應的一部分的演變并不總是穩定的,這可能會限制該過程的效率。

他與Sultana合作測試的過程使用“兩種地球上更便宜的替代品,鈷和氧化鎳,只有一小部分金納米粒子” - 這可以提高催化劑的效率 - “創造一種穩定的雙功能催化劑”分解水并產生氫而不排放。

他說,目前,這兩種反應通常都是由不同的催化材料實現的。“我們的材料,鈷 - 鎳 - 金系統,可以做兩種反應 - 一方是氫氣,另一方是氧氣。它使制造電解槽變得更加簡單。“

O'Mullane表示,儲存的氫氣可用于燃料電池的運輸,或在高峰需求時根據需要將能量輸送回電網。

CSIRO將氫燃料運輸確定為澳大利亞氫能產業發展的早期目標市場,但表示“需要通過實施車輛排放標準和/或特定激勵措施來刺激澳大利亞的汽車運輸”。

QUT團隊的發現已發表在Advanced Functional Materials雜志上,題目是在層狀Co-Ni氫氧化物系統中通過電鍍替代用于整體電化學水分解的Gold Doping。在2019年,O'Mullane將致力于擴大這一過程,“建造電解槽以合理的規模生產氫氣”,從而實現商業應用。

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