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流通电极使氢气的速度提高了50倍

更新时间:2020-09-04 12:15点击:

  电解使电流通过水而分解成气态氢和氧,这可能是存储风能或太阳能产生的多余能量的便捷方法。当太阳下山或风平时,氢气可以储存起来并用作燃料。

  对于氢气是解决存储问题,水分解电解将不得不更加实惠和高效,奔威利,在杜克大学的化学教授说。而且他和他的团队对如何实现这一目标有一些想法。

  Wiley和他的实验室最近测试了三种可用作多孔流通电极的新材料,以提高电解效率。他们的目标是增加用于反应的电极的表面积,同时避免捕获所产生的气泡。

  在5月25日发表在《先进能源材料》上的一篇论文中,他们比较了多孔电极的三种不同配置,当反应发生时碱性水可以流过该多孔电极。

  他们制造了三种流通电极,每种流通电极都是4毫米见方的海绵状材料,厚度仅为1毫米。一种是由泡沫镍制成,一种是由镍微纤维制成的“毡”,第三种是由镍-铜纳米线制成的毡。

  脉冲电流流过电极5分钟,5分钟后,他们发现由镍-铜纳米线制成的毡最初会更有效地产生氢气,因为它的表面积大于其他两种材料。但是在30秒内,由于材料被气泡堵塞,其效率下降了。

  在100小时的测试过程中,超细纤维毡以每平方厘米25,000毫安的电流密度产生了氢气。研究人员计算,以这种速度,它的生产率将比目前用于水电解的常规碱性电解槽高出50倍。

  目前生产工业量氢气的最便宜的方法不是通过分解水,而是通过用非常热的蒸汽分解天然气(甲烷)—一种能源密集型方法,每吨氢气可产生9至12吨的二氧化碳它的产量不包括产生1000摄氏度蒸汽所需的能量。

  威利说,电解水机的商业生产商可能会根据他的团队所学到的知识来改进其电极的结构。如果他们能够大大提高制氢率,那么分解水产生的氢气的成本可能会下降,甚至足以使其成为可负担的可再生能源存储解决方案。

  他还与杜克大学的Bass Connections计划的一组学生合作,他们正在研究是否可以扩大流通式电解的规模,以利用印度丰富的太阳能发电。