制氢方法开辟了清洁能源的可能性

一种从乙醇和水生产氢气的新型节能方法有可能使清洁的氢燃料成为汽油驱动汽车的更可行的替代品。

华盛顿州立大学的研究人员在一种新型转化系统中使用乙醇和水的混合物以及少量电力来生产纯压缩氢气。这项创新意味着氢气可以在加油站现场制造，因此只需运输乙醇溶液。这是消除高压氢气运输需求的重要一步，而高压氢气一直是其用作清洁能源燃料的主要绊脚石。

“这是一种思考如何生产氢气的新方法，”Gene and Linda Voiland 化学工程与生物工程学院教授、在Applied Catalysis A杂志上发表的论文的通讯作者苏哈说。“如果有足够的资源，我认为它很有可能在不久的将来对氢经济产生重大影响。”

使用氢作为汽车燃料是一种很有前途但尚未实现的清洁能源。与电动汽车一样，氢燃料电池驱动的汽车不会排放任何有害的二氧化碳。与电动汽车不同，它可以在加氢站几分钟内充满氢气。

然而，尽管氢技术前景广阔，但在燃料箱中储存和运输高压氢气会带来重大的经济和安全挑战。由于这些挑战，美国几乎没有氢气基础设施，该技术的市场渗透率非常低。

在他们的工作中，华盛顿州立大学的研究人员创建了一个带有阳极和阴极的转换系统。当他们用催化剂向乙醇和水的混合物中注入少量电力时，他们能够以电化学方式产生纯压缩氢气。来自反应的二氧化碳以液体形式被捕获。

这种转换方法不必运输危险的氢气，而是意味着可以使用现有的运输乙醇的基础设施，并且可以在加油站轻松安全地按需生产压缩氢气。

“我们已经在每个加油站使用含乙醇的汽油，”哈说。“您可以想象，使用我们现有的基础设施，可以轻松地将乙醇水混合物运送到当地加油站，然后使用我们的技术，您可以生产准备好泵入氢燃料电池汽车的氢气。我们不需要根本不用担心氢的储存或运输。”

该团队开发的电化学系统使用的电量不到纯水分解的一半，这是研究人员研究的另一种脱碳制氢方法。研究人员没有在该过程的后期努力压缩氢气，而是通过压缩液态乙醇混合物来使用更少的能量，从而直接产生已经压缩的氢气。

“水中乙醇的存在改变了化学性质，”该论文的共同主要作者、研究生 Wei-Jyun Wang 说。“我们实际上可以在比纯水电解通常所需的电压低得多的电压下进行反应。”

他们的系统也不需要像其他水分解方法那样昂贵的膜。然后由电化学反应产生的氢气可供使用。

Voiland 学院博士后研究员、主要作者之一 Jamie Kee 说：“一种提供水电解的低电能成本替代方案，并且可以在生产压缩氢气的同时有效捕获二氧化碳的工艺可能会对氢经济产生重大影响。”在纸上。“这真的很令人兴奋，因为改进氢气的生产方法涉及很多方面。”

研究人员正在努力扩大该技术的规模并以连续的方式对其进行操作。他们还致力于利用液体中捕获的二氧化碳。

这项工作由气体技术研究所和美国能源部的 RAPID 制造研究所资助。