耐腐蝕新方法解決海水制氫難題
2019-06-10 13:56:44
作者：劉霞 來源：科技日報
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圖為使用太陽能從海水中制造氫燃料的模型設備。圖片來源：物理學家組織網
據物理學家組織網18日報道，美國研究人員在最新一期美國《國家科學院院刊》上撰文指出，他們設計了一種利用太陽能、電極和海水制造氫燃料的新方法，新模型可工作1000小時以上，有望應用于多個領域。
該研究主要作者、斯坦福大學化學教授戴宏杰（音譯）說，氫是一種極富吸引力的燃料，氫燃燒只生成水，不釋放二氧化碳，因此有望緩解日益惡化的氣候變化問題。
現有水解制氫方法依賴高度純凈的水，因為海水中帶負電荷的氯化物會腐蝕陽極，縮短設備的使用壽命。而高純水是一種寶貴的資源，且生產成本高。
戴宏杰團隊研究發現，如果在陽極涂上富含負電荷的涂層，涂層會排斥氯化物并減緩下層金屬的腐蝕速度。
在新方法中，他們將鎳—鐵氫氧化物層疊在硫化鎳上，硫化鎳包裹有鎳泡沫芯。鎳泡沫充當導體，輸送電流；而鎳—鐵氫氧化物引發電解，將水分離成氧氣和氫氣。在電解過程中，硫化鎳演化成帶負電的涂層，而這一層會排斥氯化物，防止其與核心金屬接觸，減慢腐蝕速度。
該論文共同作者米歇爾·肯尼表示，如果沒有帶負電的涂層，陽極只能在海水中工作約12小時；但在涂層保護下，它可工作1000小時以上。
此外，以前分解海水制造氫燃料必須在低電流下運行，因為在電流較高時，會發生腐蝕現象，但新模型能在10倍電力下運行，這有助于它更快速地從海水中產生氫氣。
團隊成員還設計出了一臺太陽能演示器，由于沒有被鹽腐蝕的風險，新裝置分解海水制氫可與現有純水制氫技術相媲美。
戴宏杰表示，新方法將為氫燃料的廣泛使用打開方便之門。而且，由于該過程還產生氧氣，潛水員或潛艇可將該裝置帶入海下制造氧氣。
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