连续水裂解制氢的廉价解决方案

第一次，能源部的科学家们SLAC国家加速器实验室斯坦福大学已经证明了一种廉价的催化剂可以在商业设备的极端环境下连续数小时分解水并产生氢气。

在可再生能源的驱动下，基于聚合物电解质膜(PEM)的电解槽技术具有大规模生产氢气的能力。然而，提高化学反应效率所必需的贵金属催化剂，如铱和铂的成本高，部分限制了这一技术的发展。

科学家们最近在《科学》杂志上发表了研究报告自然纳米技术这项研究打开了通往经济解决方案的大门。

氢气是一种非常重要的工业化学品，用于制造燃料和肥料等。它也是一种清洁的、高能量含量的分子，可用于燃料电池或存储由太阳能和风能等可变能源产生的能量。但今天生产的大部分氢都是由化石燃料制造的，这增加了CO的含量₂在大气中。我们需要一种成本效益高的方法用清洁能源来生产它．

Thomas Jaramillo，斯坦福大学SUNCAT界面科学和催化中心的研究领导和主任欧洲杯线上买球

从昂贵的金属到廉价丰富的材料欧洲杯足球竞彩

多年来，人们进行了大量的工作来为PEM系统创造贵金属催化剂的替代品。它们中的大多数已在实验室条件下显示出功能。

然而，根据Jaramillo的说法，这是第一次在商业电解槽中证明高性能的研究。该设备是在康涅狄格州内尔氢的PEM电解研究基地和工厂制造的，内尔氢是世界上最古老和最大的电解槽设备制造商。2020欧洲杯下注官网

电解的功能与电池的功能非常相似:它不是产生电力，而是利用电流将水分解成氧和氢。产生氧气和氢气的反应在不同的电极上使用不同的贵金属催化剂。

在这里，Nel Hydrogen团队用含有沉积在碳上的磷化钴纳米颗粒的催化剂替换了产氢侧的铂催化剂，从而产生了一种由SLAC和斯坦福大学的科学家合成的细黑色粉末。欧洲杯猜球平台与其他催化剂类似，它将其他化学物质吸引在一起，并刺激它们发生反应。

磷化钴催化剂很好工作了整个测试期间,超过1700小时表明它可能是足够坚固的日常使用的反应可以发生在更高的压力,温度,电流密度,以及在酸性的条件下在很长一段时期,麦肯齐休伯特,Jaramillo小组的一名研究生

休伯特和劳丽·金(Laurie King)一起指导了这些实验。劳丽·金是SUNCAT的一名研究工程师，最近刚加入曼彻斯特城市大学(Manchester Metropolitan University)。

我们小组一直在研究这个催化剂及相关材料,我们把它从一个基本的实验室规模,通过工业操作条件下测试实验阶段,你需欧洲杯足球竞彩要覆盖更大的表面积的催化剂和函数在更具挑战性的条件下．

麦肯齐·休伯特，斯坦福大学研究生

该研究最重要的元素之一是增加磷化钴催化剂的产量，同时保持其均匀性。这个过程需要在工作台上合成原料，用研钵和杵研磨，在炉中烘烤，最后将精细的黑色粉末转化成可以喷到多孔碳纸上的墨水。随后将大尺寸电极放入电解槽中进行氢生产测试。

规模化生产氢气

虽然电解槽的开发是由国防部赞助的，国防部热衷于在潜艇上使用电解的产氧面，Jaramillo表示，该研究也支持能源部的目标(电子邮件保护)该计划将能源部实验室和工业联合在一起，以实现氢的经济生产、运输、储存和多种应用的使用。基础催化剂研究是由美国能源部科学办公室赞助的。欧洲杯线上买球

和Tom的合作让我们有机会看看这些催化剂是否能在很长一段时间内保持稳定，也让我们有机会看看它们与铂的性能相比如何．

Katherine Ayers，研究合著者和研发副总裁，Nel Hydrogen

她继续说道,“磷化钴催化剂的性能还需要进一步提高，其合成也需要扩大规模。但我对这些材料的稳定性感到非常惊讶。欧洲杯足球竞彩尽管它们产生氢气的效率比铂低，但它是恒定的。在那种环境下，很多东西都会降解”。

尽管铂催化剂仅占PEM制氢总成本的8%左右，但贵金属市场如此不稳定，价格波动，这可能会抑制该技术的发展，Ayers说。

随着PEM电解的其他特性得到增强，以满足燃料电池和其他应用对氢气日益增长的需求，降低和稳定这一成本将变得越来越重要。

SUNCAT是SLAC和斯坦福工程学院的联合合作项目。这项研究由美国国防部的小企业创新研究(SBIR)资助。SUNCAT基础催化剂的开发资金由美国能源部科学办公室提供，SUNCAT为这项研究提供了平台。欧洲杯线上买球

来源:https://www6.slac.stanford.edu