電化學水分解製氫研究又一樁,低成本高效催化劑登場
2018-12-03   |  作者:daisychuang  |  1瀏覽人次

看好氫能源發展潛力,澳洲如火如荼研發綠能製氫技術,其中澳洲昆士蘭科技大學近期成功找出更便宜、更高效的催化劑材料,僅運用鈷、氧化鎳與一點點的金奈米粒子,大幅提升電化學水分解製氫效率。

氫氣除了可以用來製成氫燃料電池,也可以搭配綠能電力,打造全綠能社會。科學家可善加利用再生能源電力與電化學水分解製氫技術來製造氫氣與氧氣,最後再將氫氣用於燃料系統來發電或是產生熱,且其副產品只有水,可說是實現永續社會的方式之一。

然而現在製氫方式仍以化石燃料為主,雖然天然氣製氫效率高達 80%,但終究不是一項綠能技術,再加上天然氣製氫過程需要消耗大量能量、轉換過程也會造成能量流失,因此科學家正孜孜不倦想要尋找更加節能與綠色的方式。

目前各國科學家已針對電化學水分解製氫研發出各種不同的催化劑材料,但都苦於轉換效率低或是得採用氧化銥、氧化釕和鉑等貴金屬,尚未找出既便宜、效率又高的技術。對此澳洲昆士蘭科技大學提出一項新材料方案,只要透過低成本且容易取得的鈷、氧化鎳與些許金奈米粒子就可以製造出效率高的催化劑。

昆士蘭科技大學科學與工程學院教授 Anthony O’Mullane 表示,團隊已成功運用新型複合材料來分解水,進一步製造氫與氧、過程中也不會排放任何二氧化碳。以工業製程來說,現在只要運用一種催化劑就可以製造氫氣,比起過去需要兩種催化劑來製氫、這種轉變可謂意義重大。

隨著再生能源裝置量愈來愈高,儲能系統重要性可說是與日俱增,而該技術可用於氫燃料電池、將能在儲能領域大放異彩,雖然目前昆士蘭科技大學尚未團隊公布製氫轉換效率,但將來若能成功透過新技術實現大規模綠能製氫,人們將可以在用電需求較低時將電力用於電化學水分解製氫,用電高峰期再將燃料電池的電力送回電網,有效解決再生能源間歇性發電的挑戰。

目前澳洲也正努力打造氫能源社會,更希望未來可向亞洲國家出口氫氣。為此目標澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)致力於從氨水中提取氫氣;澳洲科廷大學先前也研發出奈米晶體催化劑,一旦研究初步有成,氫能或許可成為澳洲未來能源出口支柱。

https://youtu.be/eetfL8h0sO4

(首圖來源:昆士蘭科技大學。文/DaisyChuang)

 
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