氢气的制作_自己怎么制作氢气

2025-01-2800:55:43知识经验1

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最近的一项突破性研究宣告,借助水、铁、镍和电的力量,人们能够以更低廉的代价制造出氢气。

一个由瑞士联合大学领衔的科研团队开发出了一种更加经济、环保的氢气制造方法,这可能意味着氢动力汽车不再只是未来科技的展示品,而是即将走入寻常百姓家。

该研究已发表于《自然通讯》期刊上,由悉尼新南威尔士大学、格里菲斯大学和斯威本科技大学的科学家们共同完成。他们利用低成本的金属如铁和镍作为催化剂,成功从水中分离并捕获了氢气。这一化学反应过程消耗的能量更少。

地球上储量丰富的铁和镍,正逐渐成为替代贵重金属钌、铂和铱的趋势,这些金属在过去一直被视为“水分解”过程的基准催化剂。

新南威尔士大学化学学院的赵川教授表示,通过给水施加电荷的电极反应,可以实现氢气从水中的提取,用作燃料电池的能量来源。

赵教授解释说:“我们的创新之处在于在电极上涂上催化剂以降低能源消耗。在纳米尺度上,铁和镍相遇并形成水解的活性位点。在这里,氢气可以从氧中分离出来作为燃料,而氧则作为无害的废弃物释放出来。”

此项研究的重点在于铁与镍之间在原子层面上形成微小的纳米级界面。据赵教授提到于2015年的成就,他的团队曾使用一种镍-铁电极成功以创纪录的效率产生氧气。但值得注意的是,就单独而论,铁和镍并非制造氢气的理想催化剂。

“”赵教授进一步解释,“在纳米尺度上,它们的结合却能产生惊人的效果。”我们的研究显示,镍-铁催化剂在制氢方面的活跃度与铂-铁催化剂相当。”

除了生产效率的飞跃外,这一催化剂还有一个优势。赵教授表示:“我们的镍-铁电极不仅能同时催化氢和氧的生成,还允许我们利用地球上丰富的元素来降低生产成本。”这样不仅能够以更低廉的成本生产氢气,同时也为制氢行业带来了新的发展机遇。

通过对比当前金属的市场价格,我们可以更好地理解这一技术的潜在价值。每公斤铁的价格仅为0.13美元,而每公斤镍的价格为19.65美元。相比之下,钌、铂和铱的价格分别高达每克数倍于前者。这表明了铁和镍作为制氢催化剂的经济优势。

赵教授表示:“在当前的化石燃料经济中,我们正寻求转向氢经济的机会。氢气可以成为地球上最丰富的清洁能源载体。”

“长久以来我们都在谈论氢经济,”赵教授继续说,“但这一次,它似乎真的要成为现实了。”

赵教授展望未来,如果这种水解技术得到进一步发展,那么加氢站将如加油站般普及。在那里,人们可以现场利用这种水解技术制氢为燃料电池汽车加注。相较于锂电池驱动的电动汽车,氢燃料补给只需几分钟即可完成。

“我们希望我们的研究能为这样的氢站提供支持,”赵教授说,“它们可以使用可持续的资源如水力、太阳能来生产我们所需的氢气,再配合使用这些低成本且高效的催化剂。”

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