耐腐蚀新方法解决海水制氢难题
2019-06-10 13:56:44
作者：刘霞 来源：科技日报
图为使用太阳能从海水中制造氢燃料的模型设备。图片来源：物理学家组织网
据物理学家组织网18日报道，美国研究人员在最新一期美国《国家科学院院刊》上撰文指出，他们设计了一种利用太阳能、电极和海水制造氢燃料的新方法，新模型可工作1000小时以上，有望应用于多个领域。
该研究主要作者、斯坦福大学化学教授戴宏杰（音译）说，氢是一种极富吸引力的燃料，氢燃烧只生成水，不释放二氧化碳，因此有望缓解日益恶化的气候变化问题。
现有水解制氢方法依赖高度纯净的水，因为海水中带负电荷的氯化物会腐蚀阳极，缩短设备的使用寿命。而高纯水是一种宝贵的资源，且生产成本高。
戴宏杰团队研究发现，如果在阳极涂上富含负电荷的涂层，涂层会排斥氯化物并减缓下层金属的腐蚀速度。
在新方法中，他们将镍—铁氢氧化物层叠在硫化镍上，硫化镍包裹有镍泡沫芯。镍泡沫充当导体，输送电流；而镍—铁氢氧化物引发电解，将水分离成氧气和氢气。在电解过程中，硫化镍演化成带负电的涂层，而这一层会排斥氯化物，防止其与核心金属接触，减慢腐蚀速度。
该论文共同作者米歇尔·肯尼表示，如果没有带负电的涂层，阳极只能在海水中工作约12小时；但在涂层保护下，它可工作1000小时以上。
此外，以前分解海水制造氢燃料必须在低电流下运行，因为在电流较高时，会发生腐蚀现象，但新模型能在10倍电力下运行，这有助于它更快速地从海水中产生氢气。
团队成员还设计出了一台太阳能演示器，由于没有被盐腐蚀的风险，新装置分解海水制氢可与现有纯水制氢技术相媲美。
戴宏杰表示，新方法将为氢燃料的广泛使用打开方便之门。而且，由于该过程还产生氧气，潜水员或潜艇可将该装置带入海下制造氧气。
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