研讨人员从海水中制造氢燃料

斯坦福大学的研讨 人员设计了一种使用 旧金山湾的太阳能,电极和盐水生成氢燃料的方法。

这项发现于3月18日宣布 在美国国家科学院院刊上,展示了一种通过电力从海水中别离 氢气和氧气的新方法。现有的水分解方法依赖于高度纯净的水,这是一种宝贵的资源并且出产 本钱 高。

理论上,为了给城市和汽车提供动力,“你需要这么多的氢气才干 想到使用纯清水 ,”何鸿杰,JG杰克逊和CJ伍德斯坦福化学教授以及该报的一起资深作者说。“我们在加利福尼亚现在 的需求简直 没有足够的水。”

研讨人员从海水中制造氢燃料

戴说,氢是一种吸引人的燃料选择,因为它不排放二氧化碳。燃烧的氢只能发生 水,应该可以缓解恶化的气候变化问题。

戴说,他的实验室通过演示展示了概念验证,但研讨 人员将把它留给制造商来扩展和批量出产 设计。

解决腐蚀问题

作为一个概念,将水分解为氢和氧与电 - 称为电解 - 是一个简略 而古老的主见 :电源连接到放置在水中的两个电极。当电源打开时,氢气从负端吹出 - 称为阴极 - 透气氧气呈现 在正端 - 阳极。

但海水盐中带负电荷的氯化物会腐蚀正极端,限制了体系 的使用寿命。戴和他的团队期望 找到一种方法来阻止那些海水成分分解沉没的阳极。

研讨 人员发现,假如 他们在阳极上涂上富含负电荷的层,这些层会架空 氯化物并减缓底层金属的腐朽 。

它们将镍 - 铁氢氧化物层叠在硫化镍上,镍硫化物掩盖 镍泡沫芯。镍泡沫充当导体 - 从电源运送 电力 - 镍 - 铁氢氧化物激发电解,将水别离 成氧气和氢气。在电解过程中,硫化镍开展 成带负电的层,保护阳极。正如两个磁体的负端彼此彼此 推进 一样,带负电的层架空 氯化物并防止其抵达 核心金属。

依据 戴实验室的研讨 生,该论文的一起主要作者Michael Kenney的说法,假如 没有带负电的涂层,阳极只能在海水中工作约12小时。“整个电极都溃散 了,”肯尼说。“但是 通过这一层,它可以超过一千小时。”

曾经 的研讨 试图将海水分解成氢燃料的电流量很小,因为腐蚀发生在较高的电流下。但戴,肯尼和他们的同事通过他们的多层设备可以 传输多达10倍的电力,这有助于它以更快的速度从海水中发生 氢气。

“我认为我们发明 了现在 割裂 海水的记载 ,”戴说。

团队成员在受控的实验室条件下进行了大部分测试,他们可以调节进入体系 的电量。但他们还设计了一台太阳能演示 机器,从旧金山湾收集的海水中发生 氢气和氧气。

并且没有盐腐蚀的风险,该设备 与使用纯清水 的现有技能 相匹配。“这项研讨 令人印象深化 的是,我们可以 在与当今工业中使用的电流相同的电流下运转 ,”Kenney说。

出乎意料的简略

回忆 曾经 ,戴和肯尼可以看到他们设计的简洁。“假如 三年前我们有一个水晶球,它将在一个月内完成,”戴说。但是 现在现已 找到了用海水电解的底子 配方,这种新方法将为添加 太阳能或风能驱动的氢燃料的可用性打开大门。

将来,该技能 可用于逾越 发电的用意。因为 该过程还发生 透气氧气,潜水员或潜艇可以将设备 带入海洋并在下方发生 氧气而没必要 露出空气。

在转让技能 方面,“人们可以在现有的电解槽体系 中使用这些元素,这可能十分 快,”戴说。“这不像从零开始 - 更像是从80%或90%开始。”