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新催化劑!海水淡化、制氫更接近商業(yè)化

   2021-02-01 世紀(jì)新能源網(wǎng)馬玉杰130620
核心提示:室溫下一步、快速組裝即可實(shí)現(xiàn)低成本高效率據(jù)休斯頓大學(xué)德克薩斯超導(dǎo)中心主任任志峰領(lǐng)導(dǎo)的研究小組稱,一種析氧催化劑在室溫下只


室溫下一步、快速組裝即可實(shí)現(xiàn)低成本高效率


據(jù)休斯頓大學(xué)德克薩斯超導(dǎo)中心主任任志峰領(lǐng)導(dǎo)的研究小組稱,一種析氧催化劑在室溫下只需幾分鐘就能生長(zhǎng),并能有效地從海水中生
產(chǎn)清潔飲用水和氫氣。

海水約占地球上水資源的96%,使其成為一種可以滿足世界對(duì)清潔飲用水和無(wú)碳能源日益增長(zhǎng)的需求的誘人的資源??茖W(xué)家們已經(jīng)具備了將海水淡化并將其分離以生產(chǎn)氫氣的技術(shù)能力,而氫氣是清潔能源的需求。

但是,現(xiàn)有方法需要在高溫下長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行多個(gè)步驟,以便生產(chǎn)具有所需效率的催化劑。這需要大量的能源,并增加了成本。

休斯頓大學(xué)的研究人員報(bào)道稱,一種析氧催化劑,在室溫下,在市售泡沫鎳上生長(zhǎng)只需幾分鐘。與先前報(bào)道的析氫反應(yīng)催化劑配合使用,可以實(shí)現(xiàn)低電壓下工業(yè)所需的海水整體分離電流密度。這項(xiàng)工作在《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表的一篇論文中進(jìn)行了描述。

德州超導(dǎo)中心主任,該論文的作者任志峰表示,快速、低成本的生產(chǎn)對(duì)商業(yè)化至關(guān)重要。

“任何發(fā)現(xiàn)、任何技術(shù)進(jìn)展,無(wú)論技術(shù)水平如何,最終成本都將發(fā)揮最重要的作用,如果成本過(guò)高,將無(wú)法推向市場(chǎng)。我們找到了一種降低成本的方法,因此商業(yè)化將更容易,同時(shí)更容易被客戶接受。”

任的研究小組及其他研究人員此前曾報(bào)道過(guò)一種以鎳-鐵-(氧)氫氧化物作為分解海水的催化劑,但生產(chǎn)這種材料需要在300攝氏度至600攝氏度或在高達(dá)1100華氏度的溫度下進(jìn)行漫長(zhǎng)的過(guò)程。但由于其能源成本高,無(wú)法用于商業(yè)化用途,高溫降低了泡沫鎳的結(jié)構(gòu)和機(jī)械完整性,使其長(zhǎng)期穩(wěn)定性成為一個(gè)問(wèn)題。

為了解決成本和穩(wěn)定性問(wèn)題,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種在泡沫上使用鎳鐵氫氧化物的方法,在泡沫中摻入少量硫,可以在室溫下五分鐘內(nèi)產(chǎn)生有效的催化劑。在室溫下工作既降低了成本,又提高了機(jī)械穩(wěn)定性。

研究團(tuán)隊(duì)表示:“為提高氫經(jīng)濟(jì)性,必須開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效且簡(jiǎn)便的方法來(lái)合成用于高性能海水電解的NiFe基(氧)氫氧化物催化劑。”在這項(xiàng)工作中,研究人員開(kāi)發(fā)了一種一步表面工程方法,在室溫下,在1至5分鐘內(nèi),由商品鎳泡沫制備高度多孔的自支撐硫摻雜鎳/鐵(氧)氫氧化物催化劑。


 
 
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