研究人员开发出一种更便宜、更节能直接从海水中制造氢气的方法

研究人员已经开发出一种更便宜、更节能的直接从海水中制造氢气的方法，这是迈向真正可行的绿色氢产业的关键一步。

多孔N-NiMo的合成图示3P和电化学海水分解过程。N-NiMo的多孔片材3P由于其大表面积和丰富的活性位点和孔隙，导致更好的质量传递，在海水电解质中提供卓越的电化学性能。注意：球棒模型呈现的是氧化物和磷化物的基本结构，而不是片材的表面化学成分。

RMIT大学研究人员的新方法将海水直接分解为氢气和氧气 - 跳过了海水淡化的需求及其相关的成本，能源消耗和碳排放。

长期以来，氢一直被吹捧为清洁的未来燃料和应对关键能源挑战的潜在解决方案，特别是对于制造业、航空业和航运业等更难脱碳的行业。

目前世界上几乎所有的氢都来自化石燃料，其生产每年产生约830.<>亿吨二氧化碳，相当于英国和印度尼西亚的年排放量总和。

但是，通过分解水制成的无排放“绿色”氢非常昂贵，以至于在商业上基本上不可行，仅占全球氢气总产量的1%。

RMIT副校长高级研究员Nasir Mahmood博士表示，绿色氢气生产过程既昂贵又依赖淡水或淡化水。

“我们知道氢作为一种清洁能源具有巨大的潜力，特别是对于许多无法轻易切换到可再生能源的行业，”马哈茂德说。

“但要真正实现可持续发展，我们使用的氢气必须在整个生产生命周期中100%无碳，并且不得削减世界上宝贵的淡水储量。

“我们直接从海水中生产氢气的方法简单，可扩展，并且比目前市场上的任何绿色氢气方法更具成本效益。

“随着进一步发展，我们希望这可以推动澳大利亚蓬勃发展的绿色氢产业的建立。

新方法的临时专利申请已经提交，详见发表在《小》杂志上的一项实验室规模研究。

分化差异：海水催化剂

为了制造绿色氢气，使用电解槽通过水发送电流，将其分解成氢和氧的组成元素。

这些电解槽目前使用昂贵的催化剂，消耗大量的能源和水;制造一公斤氢气可能需要大约九升。它们也有有毒的输出——不是二氧化碳，而是氯。

“使用海水的最大障碍是氯，它可以作为副产品产生。如果我们要满足世界的氢需求而不首先解决这个问题，我们每年将生产240.<>亿吨氯，这是世界氯需求的三到四倍。用制氢代替化石燃料制造的氢气是没有意义的，这可能会以不同的方式破坏我们的环境，“马哈茂德说。

“我们的工艺不仅省略了二氧化碳，而且没有氯的产生。

RMIT清洁能源与环境多学科材料（MC2E）研究小组的一个团队设计的新方法使用了一种专门用于海水的特殊类型的催化剂。

这项研究与博士候选人Suraj Loomba合作，专注于生产高效，稳定的催化剂，可以经济高效地制造。

“这些新的催化剂只需要很少的能量来运行，可以在室温下使用，”Mahmood说。

“虽然已经开发了其他用于海水分解的实验催化剂，但它们很复杂且难以扩展。

“我们的方法侧重于通过一种简单的方法改变催化剂的内部化学性质，这使得它们相对容易大规模生产，因此它们可以很容易地在工业规模上合成，”Loomba说。

马哈茂德说，这项技术有望大幅降低电解槽的成本，足以满足澳大利亚政府2美元/公斤绿色氢气生产的目标，使其与化石燃料来源的氢气竞争。

RMIT的研究人员正在与行业合作伙伴合作开发这项技术的各个方面。

研究的下一阶段是开发一种原型电解槽，该电解槽结合了一系列催化剂以产生大量氢气。