
新德里,8 月 4 日(PTI)印度研究人員提出了一條創新的氫制造路線,該路線將其產量提高了三倍,并降低了所需的能源,這可能為以更低的成本實現對環境友好的氫燃料鋪平道路。
作為一種燃料,氫在推動向綠色和可持續經濟的范式轉變方面發揮著關鍵作用。除了與煤和汽油等不可再生能源相比熱值高出約三倍外,氫氣燃燒釋放能量會產生水,因此完全無污染。
由于地球大氣中分子氫的含量極低,因此電場驅動的水分解是一種有吸引力的制氫途徑。然而,這種電解需要高能量輸入并且與緩慢的制氫速度有關。使用昂貴的鉑和銥基催化劑也阻礙了它的廣泛商業化。
聲明補充說,因此,向“綠色氫經濟”的過渡需要降低能源和材料成本并同時提高制氫率的方法。
由 C Subramaniam 領導的來自印度孟買理工學院的一組研究人員提出了一條創新路線,為所有這些挑戰提供了可行的解決方案。
它涉及在外部磁場存在下電解水。在這種方法中,產生 1 毫升氫氣的同一系統同時產生 3 毫升氫氣所需的能量降低了 19%。這是通過在催化部位協同耦合電場和磁場來實現的。 這種簡單的方法還提供了用外部磁鐵改造任何現有電解(使用電力將水分解成氫氣和氧氣)的能力,而無需對設計進行重大更改,從而提高制氫的能源效率。
聲明稱,這一生產氫氣的概念驗證演示已發表在 ACS 可持續化學與工程雜志上。
電催化材料——分散在基于硬碳的納米結構碳小花上的氧化鈷納米立方體——對于實現這種效果至關重要,并且是在科技部儲能材料項目的支持下開發的任務部。它通過 DST-SERB 資助被用于磁電催化。碳和氧化鈷之間的界面是磁電催化的關鍵。
這是有利的,因為它形成了一個系統,不需要外部磁場的持續存在并且能夠長時間維持磁化;所實現的增強程度(電流密度增加 650%,所需能量降低 19%,體積產氫率增加三倍)是無與倫比的,所需的間歇磁場類似于冰箱磁鐵所能提供的.
該路線可直接用于現有電解槽,無需改變設計或操作方式,一次暴露磁場10分鐘足以實現45分鐘以上的高產氫率。
“外部磁場的間歇使用為實現節能制氫提供了新的方向。為此還可以探索其他催化劑,”Subramaniam 說。
“通過更換催化劑和提供磁場,容量為 0.5 nm3/h(每小時立方體的標準物質)的基本電解槽可以立即升級到 1.5 nm3/h 的容量,”Jayeeta Saha 和 Ranadeb Ball 補充說,他們是當時的學生。由 DST 資助。
“鑒于氫經濟的重要性,我們的目標是以任務模式實施該項目,并實現本土磁電解氫發生器,”Subramaniam 說。