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耐腐蚀新方法解决海水制氢难题

2019/3/20 14:16:09
来源:科技日报 新闻记者:刘霞 责任编辑:阮富琛



据物理学家组织网18日报道,美国研究人员在最新一期美国《国家科学院院刊》上撰文指出,他们设计了一种利用太阳能、电极和海水制造氢燃料的新方法,新模型可工作1000小时以上,有望应用于多个领域。

该研究主要作者、斯坦福大学化学教授戴宏杰(音译)说,氢是一种极富吸引力的燃料,氢燃烧只生成水,不释放二氧化碳,因此有望缓解日益恶化的气候变化问题。

现有水解制氢方法依赖高度纯净的水,因为海水中带负电荷的氯化物会腐蚀阳极,缩短设备的使用寿命。而高纯水是一种宝贵的资源,且生产成本高。

戴宏杰团队研究发现,如果在阳极涂上富含负电荷的涂层,涂层会排斥氯化物并减缓下层金属的腐蚀速度。

在新方法中,他们将镍—铁氢氧化物层叠在硫化镍上,硫化镍包裹有镍泡沫芯。镍泡沫充当导体,输送电流;而镍—铁氢氧化物引发电解,将水分离成氧气和氢气。在电解过程中,硫化镍演化成带负电的涂层,而这一层会排斥氯化物,防止其与核心金属接触,减慢腐蚀速度。

该论文共同作者米歇尔·肯尼表示,如果没有带负电的涂层,阳极只能在海水中工作约12小时;但在涂层保护下,它可工作1000小时以上。

此外,以前分解海水制造氢燃料必须在低电流下运行,因为在电流较高时,会发生腐蚀现象,但新模型能在10倍电力下运行,这有助于它更快速地从海水中产生氢气。

团队成员还设计出了一台太阳能演示器,由于没有被盐腐蚀的风险,新装置分解海水制氢可与现有纯水制氢技术相媲美。

戴宏杰表示,新方法将为氢燃料的广泛使用打开方便之门。而且,由于该过程还产生氧气,潜水员或潜艇可将该装置带入海下制造氧气。

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