2007年5月16日
一种普渡大学这位工程师已经开发出一种方法，使用铝合金从水中提取氢气，用于运行燃料电池或内燃机，该技术可用于替代汽油。
发明该工艺的普渡大学电气和计算机工程杰出教授杰瑞·伍德尔（Jerry Woodall）说，这种方法使储存或运输氢气变得不必要——这是创造氢气经济的两大挑战。
“氢气是根据需要产生的，因此您只能在需要时产生尽可能多的产品，”伍德尔说，该研究结果详细介绍了系统在最近在Purdue的能源研讨会期间工作方式。
该技术可用于推动各种应用中的小型内燃机，包括便携式应急发电机，草坪割草机和连锁锯。他说，该过程也可以用于代替汽车和卡车的汽油。
这种合金由铝和一种叫做镓的金属制成，当水被加入到合金的小球中时，氢就会自发生成。研究人员展示了将水加入一个装有小球的小罐中是如何产生氢气的。在这种系统中产生的氢气可以直接供给发动机，比如割草机的发动机。
伍德尔说：“当向颗粒中加入水时，固体合金中的铝会发生反应，因为它对水中的氧有很强的吸引力。”。
这个反应分解水中的氧和氢，在这个过程中释放出氢。
镓在这一过程中至关重要，因为它会阻碍铝氧化后表面形成的表皮。这种皮肤通常防止氧气和铝发生反应，起到屏障的作用。防止表皮的形成使反应持续，直到所有的铝被使用。
研究团队由电气、机械、化学和航空工程师组成，包括博士生。
Woodall在1967年担任半导体行业研究员时发现，铝和镓的液态合金如果与水混合会自发产生氢气。这项研究专注于开发用于计算机和电子的新型半导体，导致了光纤通信和发光二极管的进步，使其适用于从DVD播放机到汽车仪表板显示器的所有设备。这项工作还导致了先进的手机晶体管和太阳能电池组件的开发，为火星探测车上使用的空间模块提供动力，伍德尔获得了2001年乔治·W·布什总统颁发的国家技术奖章。布什。
“我正在清洁含坩埚的镓和铝，”伍德说。“当我向这种合金添加水 - 谈论一个发现 - 有一个暴力的噗噗。我去了我的办公室，在几个小时内完成了反应，弄清楚发生了什么。当液体合金中的铝原子来它们与水接触，反应，分裂水并生产氢和氧化铝。
“镓是至关重要的，因为它在低温下熔化，很容易溶解铝，使固体颗粒中的铝与水发生反应。这是一个完全令人惊讶的发现，因为众所周知，纯固体铝不容易与水反应。”
废品是镓和氧化铝，也称为氧化铝。发动机中的燃烧氢气仅生产浪费。
“没有产生有毒烟雾，”伍德尔说。“重要的是要注意，镓没有反应，所以它不会被用完，可以在又一次地再次回收。这是如此重要的原因是因为镓目前比铝更昂贵。希望，如果这一过程得到广泛采用，镓工业将通过生产我们工艺所需的大量低级镓来响应。目前，几乎所有镓都具有高纯度，并且几乎完全由半导体行业使用。“
伍德尔表示，由于该技术使得可以使用氢代替汽油来运行内燃机，它可以用于汽车和卡车。然而，为了使技术与汽油具有经济竞争力，他说，必须降低氧化铝的成本。
“现在它的成本超过1美元，购买铝价超过1美元，而且，在那个价格上，您无法以每加仑汽油3美元的价格提供产品，”伍德尔说。
然而，通过使用熔盐电解法从氧化铝中回收铝，可以降低铝的成本。如果利用核电站或风车发电进行回收处理，铝可以以具有竞争力的价格生产。Woodall说，由于电力不需要在电网上分配，因此其成本将低于与电网相连的发电厂的发电成本，而且发电机可能位于偏远地区，这对于核反应堆缓解政治和社会问题尤为重要。
伍德尔说：“如果你不需要配电，现场发电的成本就会低得多。”。
这种方法可以使美国在运输方面取代汽油，减少污染和国家对外国石油的依赖。他说，如果未来氢燃料电池能完美地应用于汽车和卡车，同样的制氢方法也可以用于为它们提供动力。
“我们称之为铝制氢经济性，”伍德尔说。“转换普通内燃机以在氢气上运行是一种简单的事情。您所要做的就是用氢气注射器更换汽油燃料喷射器。”
然而，即使以目前的铝成本计算，如果氢用于未来的燃料电池，这种方法在经济上也将与汽油竞争。
“使用纯氢燃料电池系统的总效率为75%，相比之下，使用从化石燃料中提取的氢的总效率为40%，内燃机的总效率为25%，”伍德尔说。“因此，如果燃料电池在经济上可行，我们的方法将以每加仑3美元的价格与汽油竞争，即使铝价格超过每磅1美元。”
他说，将氢生成技术与先进的燃料电池配对也代表了潜在的未来方法，用于更换高尔夫球推车，电动轮椅和混合动力汽车等应用中的铅酸电池。
该技术强调了铝的能源生产价值。
http://www.purdue.edu