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高效的水制氢技术
来源:氢分子产业网 发表时间:2018-7-1 14:25:02 阅读:2571
据国外网站报道:科学家一直困惑为什么在酸性环境中比碱性条件下更容易从水中制氢。Marc Koper教授在3月20日出版的《自然能源》(Nature Energy)杂志上提出了自己的解释:催化剂表面的电场在碱性环境中较大。
更高效地制氢
Marc Koper教授是催化剂和表面化学领域的专家,并致力于可持续发展能源方向的研究,如氢气燃料。Koper教授认为氢气是一种清洁能源,但目前无法以同样清洁的手段实现大批量制氢。借助电场理论,我们可以调整现有的系统,让制氢变得更为高效。
最昂贵的金属
为了通过电化学途径将水转化为氢气和氧气,阴阳两电极是不可或缺的。对于产生氢气的阴极而言,至少在酸性环境下铂是最佳的催化剂。对于产生氧气的阳极而言,铱是最佳的催化剂。而这些是地球上最昂贵的金属。
廉价的镍
在碱性条件下可以使用镍代替贵金属铱,这将很大程度上节约成本。然而,与酸性环境相比,碱性环境下氢气的产生更为困难。为实现制氢目的,阴极侧需要更高的电压,进而造成整个过程的效率低下。
粒子在电场中的迁移
Marc Koper教授及其团队猜测电场强度会影响电化学反应的速率。Koper教授并对此做出了解释:相同的给定电压条件,铂电极在酸性环境的电场弱于碱性环境。在酸性环境的弱电场中,带电粒子(如氢氧根和质子)很容易移动。在碱性环境中,当带电粒子需要通过的时候,强电场会使这些粒子“冻结”。对于这些粒子,他们难以移动到铂电极表面。
在西班牙的测试
我们该如何测量电极附近表面电场的强度?西班牙阿利坎特大学开发了一套特殊的测试方法,这套测试方法与Koper教授的模型相契合。今后,他们将会测试模型是否适用于其他非铂催化剂。”
新的参数
这一研究给Koper教授新的启发以改进水制氢气的系统。Koper教授认为在本研究之前,我们只专注于催化剂与氢气的结合能。而现在我们发现电场的强度也起着关键的作用。Koper教授及其团队将进一步进行相关实验,如改变溶液的组成。
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