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新式海上光伏製氢设备,捨弃电极别离膜降本钱

返回>来源:   发布时间:2018-01-05 08:49    关注度:

哥伦比亚大学团队最近研宣布一种新式光伏电解海水设备,运用阳光能量不断将海水电解成高纯度的氢气和氧气。和其他电解设备不同的是,新设备不运用阻隔阂来别离发生氢气和氧气的电极,而是改用特别电极结构,直接藉由水的浮力搜集氢气气泡。



氢是未来有时机代替石化燃料的清洁动力之一,焚烧时只会发生水,但现在一大问题在于氢气是透过蒸汽甲烷法(steam-methane process)从石化燃料中发生,进程一样会发生二氧化碳,许多科学家因而将目光会集在水电解法:将水别离成氢气和氧气,不会发生二氧化碳。

哥伦比亚大学化学工程助理教授***·埃斯波西托(Daniel Esposito)是研讨水电解法的科学家之一,现在他和团队研宣布一种浮动式太阳光伏燃料电解槽,尽管还仅仅试验室原型,但终究产品会开展成漂浮在海上的複合体。

现在,最先进的商业电解槽多运用贵重的膜或阻隔器来别离设备中发生氢气和氧气的电极,但这些膜只合适高纯度的水源环境,于海水中却简略被杂质和微生物降解损坏。

埃斯波西托的新设备决议捨弃膜,改以一种新颖的电极结构取而代之:仅在外侧涂覆催化剂的网状电极。这些不对称电极可促进氢气和氧气仅在涂有催化剂的外表发生,当气体气泡变得足够大时会从电极外表别离,氧气就让它天然流失掉,而氢气会一路向上漂到架空的搜集室贮存。



▲ 不对称网状电极示意图,氧气和氢气在不同侧生成,氢气会上升到特定气体採集室贮存。(Source:哥伦比亚大学)

根据这种浮力诱导别离概念,简略的电解槽结构能够发生纯度高达 99% 的氢气(氧气含量只要 1%),如果是对称电极,氧气含量至少高出 7 倍。

埃斯波西托说,与现在包括隔阂的设备比较,无膜电解设备具有低成本、高耐用性的潜力,能够真实运用丰厚的太阳能来大规模转化动力燃料,而设备在试验期间的太阳能变换功率为 5.7%。这篇研讨已宣布在《氢能世界期刊》。

不过外界更留意的首要仍是电力传输问题,要从很远的海上传输电力回到陆地,经济上仍不可行。
Columbia Engineers Develop Floating Solar Fuels Rig for Seawater Electrolysis
(首图来历:哥伦比亚大学)

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