低成本催化剂可促进水的氢生成

2019-01-03 09:28:48
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以无碳燃料为动力的未来取决于我们利用可再生但间歇性能源(如太阳能和风能)利用和储存能源的能力。现在,多伦多大学工程公司开发的一种新型催化剂推动了许多依赖于从水中生产氢气的清洁能源技术。

除了作为从燃料到肥料等各方面的关键成分外,氢还具有作为能量储存介质的巨大潜力。我们的想法是使用可再生电力从水中生产氢气,然后在电化学燃料电池中逆转该过程,从而产生按需清洁电力。

“氢气是一种非常重要的工业原料,但不幸的是,它现在绝大部分来自化石燃料,导致碳足迹大,” 自然能源公司一篇论文的高级作者Ted Sargent教授说。“电解 - 水分裂产生可再生的氢气和氧气 - 是一项引人注目的技术,但它需要进一步提高效率,成本和寿命。这项工作为追求这些至关重要的目标提供了新的策略。”

Sargent的实验室是世界各地的几个研究小组之一,致力于制造催化剂,降低将水分解为氢气和氧气所需的电量。目前,性能最佳的催化剂依赖于铂,一种高成本材料,并且在酸性条件下操作。

“我们的新催化剂由铜,镍和铬制成,比铂更丰富,成本更低,”该论文的共同主要作者Cao-Thang Dinh及其博士后研究人员Pelayo Garcia De Arquer说道。 Ankit Jain。“但令人兴奋的是,它在pH中性条件下表现良好,这开辟了许多可能性。”

Dinh指出,海水是地球上最丰富的水源。但是在酸性条件下使用传统催化剂的海水将需要首先去除盐,这是一个能量密集型过程。在中性pH下操作避免了海水淡化的高成本。

它还可以使用微生物来制造化学品,如甲醇和乙醇。“有可以结合氢和CO的细菌2,使烃类燃料,”加西亚德Arquer说。“它们可以在相同的水中生长,并在制造氢气时吸收它们,但它们在酸性条件下无法生存。”

使用可再生能源浪费CO转化2成燃料或其他增值产品是NRG COSIA碳XPRIZE的目标。来自萨金特实验室的团队是国际比赛的五个决赛选手之一,争夺750万美元的大奖。

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