昆士兰科技大学发现更低成本,更有效的氢气生产工艺

2018-12-11 15:04  浏览:  

近日,QUT(昆士兰科技大学) Anthony O'Mullane教授,Ummul Sultana及其同事已经发现了更便宜,更有效的材料,用于生产氢气,用于储存可替代现有水分解催化剂的可再生能源。

QUT化学,物理和机械工程学院的O'Mullane表示,“原则上,氢气提供了一种方式来储存清洁能源,其规模是大型太阳能和风力发电场的推出以及绿色能源出口所必需的,目前使用碳源生产氢气的方法会在经济的其他部分排放二氧化碳,这种温室气体可以降低使用可再生能源的好处”。

目前正在开发的最成熟和最便宜的氢生产方法是热化学,使用化石燃料或天然气生产氢气; 但根据最近的CSIRO 国家氢气路线图,使用低成本,低排放或零排放能源的电化学过程的发展正在迎头赶上。

CSIRO进行的模拟显示,20世纪30年代商业热化学氢生产在线成本为2.14美元至2.74美元/千克; 有利的低排放电力合同可能使电化学示范项目在2025年以2.29美元至2.79美元/公斤的价格上市。

传统上,用于将水分解成氢和氧分子的催化剂“涉及昂贵的贵金属,如氧化铱,氧化钌和铂,”O'Mullane说。并且,他说氧气作为反应的一部分的演变并不总是稳定的,这可能会限制该过程的效率。

他与Sultana合作测试的过程使用“两种地球上更便宜的替代品,钴和氧化镍,只有一小部分金纳米粒子” - 这可以提高催化剂的效率 - “创造一种稳定的双功能催化剂”分解水并产生氢而不排放。

他说,目前,这两种反应通常都是由不同的催化材料实现的。“我们的材料,钴 - 镍 - 金系统,可以做两种反应 - 一方是氢气,另一方是氧气。它使制造电解槽变得更加简单。“

O'Mullane表示,储存的氢气可用于燃料电池的运输,或在高峰需求时根据需要将能量输送回电网。

CSIRO将氢燃料运输确定为澳大利亚氢能产业发展的早期目标市场,但表示“需要通过实施车辆排放标准和/或特定激励措施来刺激澳大利亚的汽车运输”。

QUT团队的发现已发表在Advanced Functional Materials杂志上,题目是在层状Co-Ni氢氧化物系统中通过电镀替代用于整体电化学水分解的Gold Doping。在2019年,O'Mullane将致力于扩大这一过程,“建造电解槽以合理的规模生产氢气”,从而实现商业应用。

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