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麻省理工大学开发新型水电解催化剂与太阳能结合制取清洁氢气

2019/10/16 9:15:492023

众所周知，氢能燃料电池汽车的商业化还需要数十年的时间，同时我们还要认识到，即使我们解决了燃料电池系统上存在的所有问题，我们也还存在一个至关重要的问题亟待解决，那就是：氢气从何而来，氢气的来源清洁吗？

图 1 本田Clarity氢能燃料电池车可以这么说，只要国内能够采用清洁技术生产氢气，像本田的Clarity等燃料电池电动车将会兴盛起来。如果利用燃煤电厂的电力制氢和压缩氢，那么氢气就不是太清洁（没有尾气，但消耗了电力，即消耗了煤）。即便是用天然气燃气发电厂的电力制氢，也不是清洁的。但如果可以利用太阳能或水力能发电制氢，并将此过程的成本降低到家庭制氢器和泵能够接受的话，那情况就完全不一样了。麻省理工大学的研究者对家庭能源问题的一个角度进行了研究，并在本周宣布说已经取得了能使燃料电池系统实现应用的重大突破，即已研究出一种成本较便宜的镍硼酸盐催化剂，此催化剂可以代替成本昂贵、寿命短和制造过程有毒的铂催化剂，在电解槽中被用来催化电解水（自来水、雨水、池塘水、河水等）制取氢气。研究者称，此催化剂的效率是铂催化剂效率的200倍，他们已经将此项催化剂技术授权Sun Catalytix公司使用，但距离商业化应用还有两年的时间。应用项目的主要思路是将电解水制氢槽与一个安装在屋顶上的光伏系统连接在一起，利用光伏系统太阳能产生清洁、可再生电力，然后通过电解槽电解水制取氢气和氧气，然后可以将两者储存起来，用于家庭燃料电池（在夜间使用，此时太阳能发电设备已经无法使用），对家庭电力设备供电。此过程的副产物是蒸馏水，可以直接用来饮用。另外，制取的氢气也可通过泵（也用光伏电力驱动）压缩之后，再加注到燃料电池汽车里进行使用。