一種從乙醇和水中生產(chǎn)氫氣的新型節(jié)能方法有可能使清潔氫燃料成為汽油為汽車提供動(dòng)力的更可行的替代品。
華盛頓州立大學(xué)的研究人員在一種新的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中使用乙醇和水混合物以及少量電力來生產(chǎn)純壓縮氫。這項(xiàng)創(chuàng)新意味著氫氣可以在加油站現(xiàn)場制造，因此只需要運(yùn)輸乙醇溶液。這是消除運(yùn)輸高壓氫氣需求的重要一步，高壓氫氣一直是其用作清潔能源燃料的主要絆腳石。
Gene和Linda Voiland化學(xué)工程和生物工程學(xué)院教授、《應(yīng)用催化A》雜志上發(fā)表的論文的相應(yīng)作者Su Ha說，這是一種思考如何生產(chǎn)氫氣的新方式。如果有足夠的資源，我認(rèn)為它很有可能在不久的將來對氫經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響。
使用氫氣作為汽車燃料是一種有前途但尚未實(shí)現(xiàn)的清潔能源。與電動(dòng)汽車一樣，氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的汽車不會(huì)排放任何有害的二氧化碳。與電動(dòng)汽車不同，它在氫氣加油站可以在幾分鐘內(nèi)裝滿氫氣。
然而，盡管氫技術(shù)很有希望，但在油箱中儲(chǔ)存和運(yùn)輸高壓氫氣帶來了重大的經(jīng)濟(jì)和安全挑戰(zhàn)。由于這些挑戰(zhàn)，美國幾乎沒有氫氣基礎(chǔ)設(shè)施，該技術(shù)的市場滲透率非常低。
在工作中，WSU研究人員創(chuàng)建了一個(gè)帶有陽極和陰極的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。當(dāng)他們用催化劑將少量電力注入乙醇和水混合物時(shí)，他們能夠電化學(xué)地產(chǎn)生純壓縮氫。反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳以液體形式捕獲。
轉(zhuǎn)換方法不必運(yùn)輸危險(xiǎn)的氫氣，而是意味著可以使用現(xiàn)有的乙醇運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，壓縮氫氣可以在加油站輕松安全地按需制造。
Ha說，我們已經(jīng)在每個(gè)加油站使用含乙醇汽油。“您可以想象，使用我們現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，乙醇水混合物可以輕松輸送到當(dāng)?shù)氐募佑驼?，然后使用我們的技術(shù)，您可以生產(chǎn)準(zhǔn)備泵入氫燃料電池汽車的氫氣。我們根本不需要擔(dān)心氫氣儲(chǔ)存或運(yùn)輸。”
該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的電化學(xué)系統(tǒng)使用不到純水分裂的一半電力，這是研究人員研究的另一種脫碳?xì)渖a(chǎn)方法。研究人員沒有在后期努力壓縮氫氣，而是通過壓縮液態(tài)乙醇混合物來消耗更少的能量，從而直接產(chǎn)生已經(jīng)壓縮的氫氣。
該論文的聯(lián)合作者、研究生Wei-Jyun Wang說，乙醇在水中的存在改變了化學(xué)成分。我們實(shí)際上可以在比純水電解通常需要的低得多的電壓下進(jìn)行反應(yīng)。
他們的系統(tǒng)也不需要像其他水分裂方法那樣昂貴的膜。然后，電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣就可以使用了。
Voiland School博士后研究員、論文的主要作者之一Jamie Kee說，一個(gè)提供水電解低電能成本替代品并能有效捕獲二氧化碳同時(shí)產(chǎn)生壓縮氫氣的過程可能會(huì)對氫經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響。這真的很令人興奮，因?yàn)橛泻芏喾矫嬗兄诟倪M(jìn)氫氣的生產(chǎn)方法。
研究人員正在努力推廣該技術(shù)，并持續(xù)運(yùn)營。他們還在努力利用液體中捕獲的二氧化碳。
這項(xiàng)工作由天然氣技術(shù)研究所和美國能源部的RAPID制造研究所資助。
原標(biāo)題：氫氣生產(chǎn)方法開辟了清潔能源的可能性
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