2020年11月12日
来自Politècnica de València大学和西班牙国家研究委员会的一组研究人员发现了一种新方法，可以仅通过微波——不需要电缆，也不需要与电极进行任何形式的接触——将电转化为氢或化学产品。
这可能代表着能源研究领域的颠覆，以及过程工业脱碳的关键发展，以及汽车行业和化工行业的未来，以及其他许多行业。这项研究发表在最新一期的自然能源．
UPV和CSIC基于固体材料的微波还原现象开发并获得专利的技术，本研究以氧化铈的还原为例。欧洲杯足球竞彩这种方法可以直接进行电化学过程，而不需要电极，这简化并显著降低了资金成本，因为它在装置结构的设计和操作条件(主要是电解温度)的选择上提供了更多的自由。
“这是一项具有巨大实际潜力的技术，特别是在能源储存、合成燃料和绿色化学品的生产方面。现在这方面有很大的重要性,交通和工业都沉浸在转向脱碳和电气化,这意味着他们必须满足非常具有挑战性的目标在2030年和2040年为了减少能源和物质从化石能源的消费,主要是天然气和石油,”化学技术研究所(ITQ)研究员José Manuel Serra教授强调。
工业和交通用绿色氢
UPV和CSIC的联合中心——UPV和ITQ的信息技术和通信研究所(ITACA)的研究人员报告说，这种“颠覆性”技术的主要用途是从水中生产用于工业和交通的绿色氢(生产时不排放温室气体)。
正如ITQ和ITACA团队所指出的，这是一项对汽车行业具有巨大潜力的技术，特别是对以燃料电池为燃料的汽车和混合动力汽车或大型车辆，如火车或船舶。但也适用于化工、冶金、陶瓷行业或化肥生产等许多行业。“这种方法将使可再生电力，特别是来自太阳能或风能的电力，转变为增值产品和绿色燃料成为可能。它有无数的用途，我们希望通过调整材料组成和操作条件，能源存储和加工工业将出现新的用途。”欧洲杯足球竞彩UPV ITACA研究所研究员José Manuel Catalá教授强调。
发表在自然能源研究人员还提供了一项技术经济研究，该研究表明，该技术将使能源效率更高，与传统的氢生产技术相比，进行氢生产过程的设施成本(CAPEX)非常有竞争力。
电池超快充电……与太空探索
UPV和CSIC团队正在研究该技术的其他未来用途，目前正集中精力用于电池的超快速充电“我们的技术可以实现存储能量的电极(金属阳极)的瞬时减少(电子注入)。换句话说，我们将从基于(2D)层的渐进充电过程，这可能需要几个小时，到存储能量的整个(3D)体积的同时充电过程，这将使电池在几秒钟内充电成为可能。”Catala教授说。
另一个用途是用微波直接产生氧气，这开辟了一个广泛的新用途。“一种特殊的用途是与地外岩石(风化层)直接生产氧气，这可能在未来对月球、火星或太阳系其他卫星的探索和殖民中发挥关键作用。”Serra教授总结道。
这一发现的简短历史
研究小组观察到，当用微波处理离子材料时，材料的性质发生了不寻常的变化，特别是在电子导电性方面，这种欧洲杯足球竞彩变化在常规加热时不会发生。“我们对它们电性能的这些突然变化非常感兴趣，想知道这是什么过程。出于这个原因，我们继续设计新的实验、新的微波反应堆和利用其他分析技术，”Catala教授解释道。
ITACA和ITQ研究所的团队证实，微波通过“加速”电子并触发其结构中的氧分子释放(也称为还原)与这些材料相互作用。欧洲杯足球竞彩在相对较低的温度(约300ºC)下，通过电导率的突然变化，我们可以看到这种变化。“当微波使用时，这种非平衡状态会保持，但当微波关闭时，往往会通过再氧化恢复到原来的状态。”乍一看，我们意识到这一发现的巨大实际潜力，尤其是现在，我们应该在未来20年实现一个零温室气体净排放的经济体的非常雄心勃勃的目标，”Serra教授总结道。
来源:http://www.upv.es/