绿色氢-电解水生成的利用可再生能源是探索作为一种脱碳化学过程,减少对化石燃料的依赖。
图片来源:中东FZC瑞士万通
这种方法从环境的角度来说是极具吸引力,因为没有温室气体当使用氢燃料电池和电解期间使用温和的条件。
然而,值得注意的是,燃料电池的能量转换系统的经济学和电解严重依赖于电力和钛等金属的成本,铱、铂和镍。为了绿色氢成为可行,电解槽操作费用必须最小化。
成本的巨大贡献是电力输入。这意味着有必要降低可再生能源的成本。在这方面有理由保持乐观证明了太阳能电池板越来越便宜和有效的在过去的几十年,但有更多的工作,可以增加成功的绿色氢。
例如,运营和资本成本可以减少的发展更持久和更便宜的组件,和更有效的电解槽可以更好地利用输入的电能。
绿色氢交叉学科的兴趣
图一显示了电解槽,主要是电化学设备electrocatalysts负责水分裂(图1)。研究人员并不是传统上训练电化学被吸引的科学挑战相关优化电解槽。
无机物理学家和化学家也感兴趣寻找高效OER(氧气进化反应)和她的electrocatalysts(氢进化反应)。专业知识需要在聚合物和有机化学的发展更好的膜。
所需的材料科学家的技术优化催化剂墨水欧洲杯足球竞彩和与底物的相互作用。质量流量计算和管理热量在燃料电池堆栈和平衡的植物是工程活动。
工程师和科学家在许多学科的合作一直鼓励绿色氢技术的持续发展。这导致了令人兴奋的新材料和技术的发展以及大量的创造力和洞察力。欧洲杯足球竞彩
图1。图的电解水(水分裂)各自的一半在阴极和阳极反应在碱性和酸性介质。图片来源:中东FZC瑞士万通
回到基础知识
需要迅速起床速度与最佳实践和学习新的科学词汇,当工作在一个陌生的领域。教育实验室技术和电化学原理直到最近几年才重点区域对许多机构。
报告有矛盾的重要性能指标在某些情况下,由于缺乏基本的电化学培训。
更严格的方法被称为电化学社区。这导致了专家加大为量化和报告提供实际指导在这一领域。
有必要定义良好的性能指标和基准在调查electrocatalyst材料。欧洲杯足球竞彩综合基准协议评估和报告数据的优点OER electrocatalysts于2013年出版。
使用不同的参考电极(重新)是一种常见的矛盾和困惑在电化学测量。指定产量(即所需的过电压。,the current density for the HER or OER process, shown in Figure 1) is used to judge electrocatalytic activity.
三电极设置需要测量的潜力,它是至关重要的发现重新将这个潜在的相对规模,使得测量的比较在不同条件和不同的群体。
另一个常用的再保险,非常适合OER和她研究可逆氢电极(流值)。ACS催化的最近一篇文章解释了如何准备工作和流值和描述为什么流值是理想的参比电极电解研究。
报告所有标准氧化还原电位与标准氢电极(她)按照惯例。流值是指在标准条件下质子的还原,能斯特方程所描述的,是一个pH-dependent扩展的她。
研究了她和OER电解槽在pH值范围在酸性和碱性条件下操作,如图1所示。流值共享相同的pH值依赖她,OER,因此适合在任何pH值使用。
站在的共同点
量化电解电池和栈的能源效率,通常应用热力学分析。
不同能源效率系数的定义从学术和工业文学是最近在《华尔街日报》的评论文章中突出显示的权力来源。这篇文章提醒读者这两个电和必须占在热分析和提供了各种条件的推导。
总结
只是一小部分的可用资源来构建一个共同的理解和更好的合作在所有研究人员致力于绿色氢技术的提高就凸显了这里介绍的文章。欧洲杯猜球平台
图片来源:中东FZC瑞士万通
研究社区进行热情COVID流行时关闭实验室工作和旅行对许多人来说。
来自世界各地的科学家和学科已经被在线研讨会和工作组一起公开举行,没有代价。
例如,2021年,电化学在线讨论会就开始了。至关重要的主题在电化学处理在这个正在进行的一系列讲座,通过提供教育内容与专家的个人角度扬声器。
过渡到可持续发展的重要性和climate-safe能源和化学过程由电化学敏锐地认识社会。的使用绿色的氢能源转换和存储是一个有前途的战略,需要科学发展茁壮成长。
谢天谢地,而电化学社区将继续推动协作和分享他们的核心知识,许多学科的研究人员正在把他们的技能和创造力这一主题。
引用
- 绿色氢成本降低:扩大电解槽,以满足气候目标1.5°C;国际可再生能源机构:阿布扎比,2020。
- c·c·l·麦克罗里;荣格,美国;彼得斯,j . c;et al .基准异构Electrocatalysts进化反应的氧气。j。化学。Soc。2013年,135年(45),16977 - 16987。doi: 10.1021 / ja407115p
- 妞妞,美国;李,美国;杜,y;et al。如何可靠地报告Electrocatalyst的过电压。ACS的能量。2020年,5(4),1083 - 1087。doi: 10.1021 / acsenergylett.0c00321
- Jerkiewicz, g标准和可逆氢电极:理论、设计、操作和应用程序。ACS Catal。2020年,10(15),8409 - 8417。doi: 10.1021 / acscatal.0c02046
- 上螺母,j . e .;Gerken, j·b·;a·g·斯坦姆利斯;et al。“我该如何考虑电压?过电压是什么?”:建立一个有机化学电化学的直觉。j . Org。化学。2021年。doi: 10.1021 / acs.joc.1c01520
- 拉米,c;小米,p的评论定义用于计算的能源效率系数水电解细胞接近环境温度条件下工作。j .电源2020年,447年,227350年。doi: 10.1016 / j.jpowsour.2019.227350
这些信息已经采购,审核并改编自瑞士万通中东FZC提供的材料。欧洲杯足球竞彩
在这个来源的更多信息,请访问瑞士万通中东FZC。