血浆驱动的溶液电解氢生产

波兰研究与创新中心亲 - 阿卡德血症的科学家回顾了血浆驱动的溶液电解溶液在氢生产中的电解溶液，这是一种关键的绿色能源技术。他们的研究已发表在《杂志》上能量。

学习：血浆驱动溶液电解的氢产生概述。图片来源：Shawn Hempel/Shutterstock.com

氢：未来的可持续燃料

应对气候变化和能源危机的迫切需要，将研究人员的注意力集中在低碳，高能量密度替代品和可持续燃料上，这些燃料可以满足现代工业和运输的需求。

在提出的各种替代燃料和能源解决方案中，由于其极高的特异性能量密度约为121 MJ/kg，因此氢已成为合适的候选者。此外，与传统化石燃料（例如油，煤炭和气体）相比，氢被认为是清洁能载体。

氢作为绿色能源和燃料解决方案的另一个关键优势是，与可再生能源（例如太阳能，风能和水力发电）相比，它具有确保能源安全性的能力。氢的生产不受季节性或源波动等问题的影响。该能源为燃料电池，工业和车辆的氢提供了连续的能源转化为氢。

当前的氢生产方法淹没了碳氢化合物，例如天然气和煤，这与氢作为清洁能源和燃料源的声誉不一致。大约50％的全球氢生产是通过天然气通过蒸汽重整等工艺生产的。

除了使用不可再生的来源外，与此生产路线相关的挑战还包括高能源和成本需求和二氧化碳排放。为了改善氢生产的环境友好和可持续的证书，研究加剧了从太阳能和风中可再生资源（例如太阳能和风能）的“绿色”氢的合成。

这些绿色生产途径中的一些，例如热化学方法，光生物学方法和电解，相当成熟，但是迫切需要提高其效率，提高其产量，从而降低其相关成本。

KOH和NaOH的重量浓度分别在15°C和18°C下分别在其水溶液的特异性电导率上的影响。图片来源：Bespalko，S＆Mizeraczyk，J，Energies

等离子体驱动的溶液电解

合适的氢生产技术取决于其成本效益，氢收益率以及越来越多的可持续性和环境友好性。

在电解方法中，应用各种参数来评估其性能，例如其法拉第效率和氢产量参数。在氢合成的各种提出的绿色技术中，血浆驱动的溶液电解已成为一种合适的策略。研究表明，这种类型的电解比法拉第电解具有更高的法拉第效率。

等离子驱动的溶液电解的非典型电化学过程涉及通过在气蒸气包膜中直接或脉冲电流的发光放电来形成电等离子体。这些信封是在浸入电解溶液中的排放电极附近产生的。该方法产生的化学产物产量显着提高，并且比法拉第电解可以合成更多的化合物。

最简单的碱性电解细胞的方案说明了H的产生₂和o₂根据等式（2）和（4）。该方案仅显示参加电荷运输的羟阴离子。图片来源：Bespalko，S＆Mizeraczyk，J，Energies

评论论文

由于该方法的潜力以及对高效，高产和工业规模的氢制造工艺的迫切需求，因此需要对这种血浆驱动的溶液电解进行及时，全面的综述。已经审查了九十一篇论文。论文中已经揭示了一些发现。

首先，在电解质溶液中等离子体驱动的电解之前，必须进行几种生理化学和物理过程：法拉第电解，焦耳加热，溶剂蒸发，气蒸气包膜形成，混合物的电离和电放电诱导。血浆驱动的溶液电解状态可以根据较小的电极的电荷而为阳极或阴极。

复杂的生理化学和物理过程都发生在阳极和阴极方案中，导致分解为羟基和氢：法拉第电解，离子障碍物分解，热分解，光定位，光定位和电子撞击分解。反向羟基自由基反应会由于过氧化氢的形成而阻碍氢的产生。

放电电极处区域的示意图。图片来源：Bespalko，S＆Mizeraczyk，J，Energies

本文中突出了几个参数，这些参数使用等离子体驱动的溶液电解影响氢的产生。这些包括电解溶液的温度，电解溶液浓度，排放电极的浸入深度，有机添加剂的存在和施加的电压。

等离子驱动的溶液电解具有比其他形式的电解的几个显着优势来生产氢。该方法的能量产量高3.9倍，例如碱性电解，固体氧化物电解和聚合物电解质膜水解。

其他优点包括产生的氢的高扩散，耐药性损失低以及不需要贵金属催化剂。但是，存在一些缺点，例如需要使用气体分离方法提供高效从气体混合物中去除氢和有限的能源效率。

最后，本文使用等离子体驱动的溶液电解为氢生产的未来提出了建议。例如，需要提高能源效率，并且需要稳定的材料来增加排放电极的寿命。欧洲杯足球竞彩此外，对催化的研究可以提高氢产生的效率。尽管存在挑战，但这种电解方法是非常有希望的。

进一步阅读

BeSpalko，S＆Mizeraczyk，J（2022）血浆驱动溶液电解概述氢生产的概述能量15（20）7508 [在线] mdpi.com。可用网址：https://www.mdpi.com/1996-1073/15/20/7508

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