新型氢燃料净化膜为绿色未来铺平道路

时间：2022-06-01 10:25:43来源：

由于几个原因，氢气被誉为“未来的燃料”。首先，与常规使用的碳氢化合物相比，氢气表现出更高的能量产率。其次，氢燃料的商业用途，它只产生水作为副产品，将通过减少消耗性和污染性化石燃料的使用来帮助缓解迫在眉睫的全球变暖危机。因此，正在进行的研究一直集中在高效和环保的氢燃料生产方法上。

通过光电化学(PEC)水分解反应生产太阳能氢是一种有吸引力的“绿色”氢燃料生产方法，因为它具有高转换效率、低工作温度和成本效益的潜力。然而，在不同环境条件下从气体混合物(称为“合成气”)中有效分离氢气已被证明是一项挑战。最近发表在《分离与纯化技术》杂志上的一篇论文旨在应对这一挑战。在这项研究中，日本名古屋工业大学的一组研究人员在岩本裕二教授的带领下，与法国的研究人员合作，成功地表征了一种新型膜，该膜可以高选择性地分离 PEC 反应产生的氢气。Iwamoto 教授说：“膜分离作为一种低成本的氢气纯化技术很有吸引力。但是，目前的技术面临着一些挑战，例如，聚合物膜的水致溶胀以及金属、聚合物和支持液体的较低氢渗透性膜。”

研究人员首先开发了一种有机-无机杂化聚合物膜，主要由一种称为“聚碳硅烷”(PCS) 的聚合物组成，该聚合物形成在基于氧化铝 (Al2O3) 的多孔载体上。Iwamoto 教授进一步解释说：“通过使用熔点高于 200°C 的高分子量 PCS，我们发现超疏水 PCS 膜可以沉积在介孔 α-Al2O3 改性的大孔 α-Al2O3 管状载体上。”

在成功开发出 PCS 膜后，研究人员在 PEC 反应条件下对其进行了测试。如假设的那样，PCS膜显示出高疏水性。此外，在 50°C 的模拟高湿气体混合物流动下，PCS 膜表现出优异的氢气选择性。进一步分析表明，通过 PCS 膜的优先氢渗透受“固态扩散”机制控制。总体而言，无论提供的周围环境条件如何，PCS 膜都表现出有效的氢气分离。

随着这种新型 PCS 膜的开发和表征，其商业应用不可避免地不仅会促进氢燃料用于能源需求，而且还会抑制不可再生化石燃料的使用。Iwamoto 教授总结道：“随着这项技术的发展，我们期待在环保和可持续的氢气生产方面取得巨大进展。”

让我们希望PCS膜的使用是迈向氢基社会的一步!

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