來自華盛頓州立大學(xué)（WSU）的研究人員提出了一種新的節(jié)能方法，可以從水和乙醇中生產(chǎn)氫氣。這種方法有能力使清潔的氫燃料成為汽油的一個非常可行的替代品來驅(qū)動汽車。
利用乙醇和水的混合物以及少量的電力，能夠在一個新的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中產(chǎn)生純壓縮氫氣。
這種新奇的技術(shù)意味著氫氣可以在加氣站現(xiàn)場制造，這樣就只需要運輸乙醇溶液了。這是消除運輸高壓氫氣瓶頸的重要一步，而這是將其用作清潔能源燃料的主要障礙。
“這是一種新的如何生產(chǎn)氫氣的方式。如果有足夠的資源，我認(rèn)為它很有可能在不久的將來對氫能源經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。”華盛頓州立大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院教授、本項研究通訊作者蘇哈說道。
這項研究已經(jīng)發(fā)表在《應(yīng)用催化》雜志上。
利用氫作為汽車燃料充滿了希望。與電動汽車類似，氫燃料電池驅(qū)動的汽車不會釋放任何危險的二氧化碳。與電動汽車不同，它可以在氫燃料站幾分鐘內(nèi)充滿氫氣。
然而，盡管氫技術(shù)前景廣闊，但在燃料罐中儲存和運輸高壓氫氣存在著無數(shù)的經(jīng)濟和安全隱患。由于這些挑戰(zhàn)，氫氣基礎(chǔ)設(shè)施仍然稀少，該技術(shù)的市場滲透率非常低。
在他們的研究中，華盛頓州立大學(xué)的科學(xué)家們制作了一個有陽極和陰極的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在乙醇和水的混合物中加入少量的電和催化劑，研究人員就能通過電化學(xué)方法產(chǎn)生純壓縮氫。從反應(yīng)中釋放出來的二氧化碳以液體的形式被捕獲。
這種轉(zhuǎn)換方法意味著，無需運輸危險的氫氣，就可以利用現(xiàn)有的乙醇運輸基礎(chǔ)設(shè)施，壓縮氫氣可以在加氫站以簡單、容易的方式按需制造。
“我們已經(jīng)在每個加油站使用了含乙醇的汽油。你可以想象乙醇和水的混合物可以很容易地送到當(dāng)?shù)氐募佑驼荆ㄟ^使用我們現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，然后使用我們的獨特技術(shù)，你可以生產(chǎn)氫，將其注入氫燃料電池汽車。我們根本不需要擔(dān)心氫的儲存或運輸。”蘇哈說道。
新開發(fā)的電化學(xué)系統(tǒng)使用的電量不到純水電解所需電量的一半。這是科學(xué)家們研究的另一種生產(chǎn)脫碳?xì)涞姆椒ā?/div>
科學(xué)家們沒有在稍后的過程中努力壓縮氫氣，而是用更少的能量來壓縮液體乙醇混合物。這有助于直接產(chǎn)生壓縮的氫氣。
“水中乙醇的存在改變了化學(xué)性質(zhì)。實際上，我們可以在比純水電解所需的電壓低得多的情況下進行反應(yīng)。”魏俊云（音譯）說，他是該研究主要作者和研究生，來自華盛頓州立大學(xué)。
此外，他們的系統(tǒng)不需要昂貴的膜，而其他水解方法則需要。然后電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫就全部準(zhǔn)備好供使用了。
“一種可以替代電解水的低電能成本的工藝，可以在生產(chǎn)壓縮氫的同時有效地捕獲二氧化碳，可能會對氫經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。這真的很令人興奮，因為有很多途徑都在改善氫氣的生產(chǎn)方法，”沃蘭德學(xué)院博士后研究員、論文主要作者之一杰米·基（Jamie Kee）說。
科學(xué)家們正試圖擴大這項技術(shù)的規(guī)模，讓它以連續(xù)的方式工作。他們還試圖找到利用液體中捕獲的二氧化碳的方法。
這項研究得到了美國天然氣技術(shù)研究所和美國能源部快速制造研究所的財政支持。
