博士研究員Yemima Ehrnst手持研究團(tuán)隊(duì)用來提高氫氣產(chǎn)量的聲學(xué)裝置，通過電解來分解水。來源：RMIT大學(xué)
通過在電解過程中使用高頻振動來“分割和征服”單個(gè)水分子，一個(gè)皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)工程學(xué)院的團(tuán)隊(duì)成功地將水分子分離，釋放出比標(biāo)準(zhǔn)電解技術(shù)多14倍的氫。
電解是指電流通過水中的兩個(gè)電極，將水分子分解成氣泡狀的氧氣和氫氣。這一過程產(chǎn)生的綠色氫，由于所需的能量很高，只占全球氫產(chǎn)量的一小部分。
大多數(shù)氫氣是通過裂解天然氣產(chǎn)生的，這種氫氣被稱為藍(lán)氫，會向大氣中排放溫室氣體。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的RMIT大學(xué)副教授Amgad Rezk說，該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新解決了綠色制氫的巨大挑戰(zhàn)。
Rezk說：“電解的主要挑戰(zhàn)之一是使用鉑或銥等催化材料帶來的高成本。聲波使得從水中提取氫變得更容易，不需要使用腐蝕性電解質(zhì)和昂貴的鉑或銥電極。由于水不是腐蝕性電解質(zhì)，我們可以使用更便宜的電極材料，比如銀。”
Rezk說，使用低成本電極材料和避免使用高腐蝕性電解質(zhì)的能力是降低綠色氫氣生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》雜志上。為了保護(hù)這項(xiàng)新技術(shù)，澳大利亞已經(jīng)提交了一份臨時(shí)專利申請。
第一作者Yemima Ehrnst說，聲波還防止了電極上氫氣和氧氣氣泡的積聚，這大大提高了它的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。
RMIT工程學(xué)院的博士研究員Ehrnst說：“用于電解的電極材料會受到氫氣和氧氣氣體積聚的影響，形成一層氣體，使電極的活性最小化，并顯著降低其性能。”
作為實(shí)驗(yàn)的一部分，研究小組測量了電解過程中產(chǎn)生氫氣的量，電解過程分為有聲波和沒有聲波的情況。
“在給定的輸入電壓下，有聲波的電解電流輸出大約是沒有聲波的電解電流輸出的14倍。這相當(dāng)于產(chǎn)生的氫氣的數(shù)量，”Ehrnst說。
首席高級研究員之一的Leslie Yeo教授說，該團(tuán)隊(duì)的突破打開了將這種新的聲學(xué)平臺用于其他應(yīng)用的大門，特別是解決了電極上的氣泡積聚。
來自RMIT工程學(xué)院的Yeo說：“我們能夠抑制電極上的氣泡積聚，并通過高頻振動快速去除氣泡，這代表了電極導(dǎo)電性和穩(wěn)定性的重大進(jìn)步。”
“通過我們的方法，我們可以潛在地提高轉(zhuǎn)換效率，從而實(shí)現(xiàn)27%的節(jié)能。”
雖然這項(xiàng)創(chuàng)新很有前景，但該團(tuán)隊(duì)需要克服挑戰(zhàn)，將聲波創(chuàng)新與現(xiàn)有電解槽集成起來，以擴(kuò)大運(yùn)行規(guī)模。
Yeo表示：“我們熱衷于與行業(yè)合作伙伴合作，以促進(jìn)和補(bǔ)充他們現(xiàn)有的電解槽技術(shù)，并將其集成到現(xiàn)有的工藝和系統(tǒng)中。”
（素材來自：RMIT 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）
