新型制氢方法更简单更安全
瑞典的研究人员提出了一种更有效地生产氢能的新概念，将水分解为氧气和氢气，而不存在将两种气体混合的危险风险。
这种新方法是由斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院开发的，它解耦了生产氢气的标准电解过程，即通过施加电流来分解水分子。与主流系统相比，它分别产生氧气和氢气，而不是在同一电池中同时产生氧气和氢气，在同一个电池中它们需要通过膜屏障分开
瑞典皇家理工学院博士生研究员埃斯特班·托莱多 (Esteban Toledo) 表示，这种分离消除了气体混合的可能性，并带来爆炸风险。他与瑞典皇家理工学院应用物理学教授乔伊迪普·杜塔 (Joydeep Dutta) 共同撰写了今天发表在《科学进展》上的论文。它还消除了对稀土金属的需求。
两位研究人员为该系统申请了专利，并通过 KTH Innovation 成立了 Caplyzer AB 公司来扩展该技术。
杜塔表示，氢气法拉第效率高达 99%。研究人员还报告说，实验室测试表明，长期测试没有明显的电极退化，这对于商业应用很重要。
从水中生产氢气总是会产生氧气。典型的碱性电解槽在碱性水室内有一对配对的正电极和负电极，并由离子渗透屏障隔开。当施加电流时，水在阴极发生反应，形成氢和带负电的氢氧根离子，氢氧根离子穿过势垒扩散到阳极，产生氧气。
但屏障会产生电阻，如果电荷波动，氧气和氢气之间发生爆炸性混合物的风险就会增加。
托莱多表示，重新概念化水电解为更可靠的绿色能源生产形式奠定了基础，其中包括太阳能或风能等间歇性能源。
“由于我们没有混合气体的风险，因此我们可以在更广泛的输入功率范围内运行，”他说。“与通常提供可变电力的可再生能源结合起来要容易得多。”
通过用碳制成的超级电容电极替换其中一个电极，可以避免同时产生气体。这些电极交替存储和释放离子，有效分离氢气和氧气的产生。
当电极带负电并产生氢气时，超级电容器会存储富含能量的氢氧根 (OH) 离子。当电流方向交换时，超级电容器释放吸收的 OH，并在现在的正极处产生氧气。
“一个电极可以同时释放氧气和氢气，”杜塔说。“这很像一个产生氢气的充电电池——交替充电和放电。这一切都是为了完成电路。”
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