華盛頓州立大學的研究人員已經找到了一種更有效地從水中生產氫氣的方法,這對于可再生能源的生產和儲存非常關鍵。
由機械與材料工程學院教授Yuehe Lin和斯科特 貝克曼領導的研究團隊,利用低成本材料開發出了一種催化劑。它的性能與目前應用的、貴金屬生產的催化劑一樣,甚至優于它們。
該研究成果發表在《先進能源材料》期刊上。
存儲清潔能源
能源轉換是清潔能源經濟的關鍵。由于太陽能和風能會間歇性地產生電能,因此,非常需要一種方法將他們所創造的電力存儲和保存起來。
存儲可再生能源最有前景的方法之一是,利用可再生能源產生的多余電力,將水裂解為氫和氧；然后氫可用于氫燃料電池車。
“通過電解水制氫是將電力轉化成化學燃料最環保的方式,”華盛頓州立大學的博士學生Junhua Song說,他負責合成催化劑并承擔了大部分的實驗工作。
能源、材料昂貴
工業上還沒有廣泛使用水裂解工藝,因為這個過程需要昂貴的金屬催化劑, ——通常使用的是鉑或釕。
許多水分解的方法需要大量的能源,或者需要分解速度特別快的材料。工業領域通常利用化石燃料來生產燃料電池所需的氫,這個過程會產生有害的溫室氣體排放。
對于他們的催化劑,華盛頓州立大學的研究團隊將價格相對低廉的銅的納米粒子添加到鈷基催化劑中。新催化劑的導電能力優于常用的貴金屬催化劑。它產生的氧氣量也高于現有的商業催化劑,并且能夠以類似的速度產生氫。
催化劑建模,實驗方法
研究人員同時使用了理論建模和實驗評估方法來確定和微調催化劑的有效性。
“該建模方法有助于研究人員在原子層面上了解,銅原子如何提高催化劑性能,這能夠幫助精確選擇和調整元素來提高催化劑性能,”貝克曼說。
“該研究團隊在設計和提高非貴金屬催化劑制氫方面提供了新的視角,”Lin說。“這個催化劑為開發高性能、電解制氫方法鋪平了道路。”
研究人員正在尋找外部資金,進行深入研究。他們希望提高催化劑的穩定性和效率。
以下為英文原文：
Improved water splitting advances renewable energy conversion
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