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耐腐蝕新方法解決海水制氫難題

2019年03月20日08:12 | 來源:科技日報
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原標題:耐腐蝕新方法解決海水制氫難題

據物理學家組織網18日報道,美國研究人員在最新一期美國《國家科學院院刊》上撰文指出,他們設計了一種利用太陽能、電極和海水制造氫燃料的新方法,新模型可工作1000小時以上,有望應用於多個領域。

該研究主要作者、斯坦福大學化學教授戴宏杰(音譯)說,氫是一種極富吸引力的燃料,氫燃燒隻生成水,不釋放二氧化碳,因此有望緩解日益惡化的氣候變化問題。

現有水解制氫方法依賴高度純淨的水,因為海水中帶負電荷的氯化物會腐蝕陽極,縮短設備的使用壽命。而高純水是一種寶貴的資源,且生產成本高。

戴宏杰團隊研究發現,如果在陽極涂上富含負電荷的涂層,涂層會排斥氯化物並減緩下層金屬的腐蝕速度。

在新方法中,他們將鎳—鐵氫氧化物層疊在硫化鎳上,硫化鎳包裹有鎳泡沫芯。鎳泡沫充當導體,輸送電流﹔而鎳—鐵氫氧化物引發電解,將水分離成氧氣和氫氣。在電解過程中,硫化鎳演化成帶負電的涂層,而這一層會排斥氯化物,防止其與核心金屬接觸,減慢腐蝕速度。

該論文共同作者米歇爾·肯尼表示,如果沒有帶負電的涂層,陽極隻能在海水中工作約12小時﹔但在涂層保護下,它可工作1000小時以上。

此外,以前分解海水制造氫燃料必須在低電流下運行,因為在電流較高時,會發生腐蝕現象,但新模型能在10倍電力下運行,這有助於它更快速地從海水中產生氫氣。

團隊成員還設計出了一台太陽能演示器,由於沒有被鹽腐蝕的風險,新裝置分解海水制氫可與現有純水制氫技術相媲美。

戴宏杰表示,新方法將為氫燃料的廣泛使用打開方便之門。而且,由於該過程還產生氧氣,潛水員或潛艇可將該裝置帶入海下制造氧氣。(記者劉霞)

(責編:王紹紹、賀迎春)

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