新德里,8 月 4 日(PTI)印度研究人员提出了一条创新的氢制造路线,该路线将其产量提高了三倍,并降低了所需的能源,这可能为以更低的成本实现对环境友好的氢燃料铺平道路。
作为一种燃料,氢在推动向绿色和可持续经济的范式转变方面发挥着关键作用。除了与煤和汽油等不可再生能源相比热值高出约三倍外,氢气燃烧释放能量会产生水,因此完全无污染。
由于地球大气中分子氢的含量极低,因此电场驱动的水分解是一种有吸引力的制氢途径。然而,这种电解需要高能量输入并且与缓慢的制氢速度有关。使用昂贵的铂和铱基催化剂也阻碍了它的广泛商业化。
声明补充说,因此,向“绿色氢经济”的过渡需要降低能源和材料成本并同时提高制氢率的方法。
由 C Subramaniam 领导的来自印度孟买理工学院的一组研究人员提出了一条创新路线,为所有这些挑战提供了可行的解决方案。
它涉及在外部磁场存在下电解水。在这种方法中,产生 1 毫升氢气的同一系统同时产生 3 毫升氢气所需的能量降低了 19%。这是通过在催化部位协同耦合电场和磁场来实现的。 这种简单的方法还提供了用外部磁铁改造任何现有电解(使用电力将水分解成氢气和氧气)的能力,而无需对设计进行重大更改,从而提高制氢的能源效率。
声明称,这一生产氢气的概念验证演示已发表在 ACS 可持续化学与工程杂志上。
电催化材料——分散在基于硬碳的纳米结构碳小花上的氧化钴纳米立方体——对于实现这种效果至关重要,并且是在科技部储能材料项目的支持下开发的任务部。它通过 DST-SERB 资助被用于磁电催化。碳和氧化钴之间的界面是磁电催化的关键。
这是有利的,因为它形成了一个系统,不需要外部磁场的持续存在并且能够长时间维持磁化;所实现的增强程度(电流密度增加 650%,所需能量降低 19%,体积产氢率增加三倍)是无与伦比的,所需的间歇磁场类似于冰箱磁铁所能提供的.
该路线可直接用于现有电解槽,无需改变设计或操作方式,一次暴露磁场10分钟足以实现45分钟以上的高产氢率。
“外部磁场的间歇使用为实现节能制氢提供了新的方向。为此还可以探索其他催化剂,”Subramaniam 说。
“通过更换催化剂和提供磁场,容量为 0.5 nm3/h(每小时立方体的标准物质)的基本电解槽可以立即升级到 1.5 nm3/h 的容量,”Jayeeta Saha 和 Ranadeb Ball 补充说,他们是当时的学生。由 DST 资助。
“鉴于氢经济的重要性,我们的目标是以任务模式实施该项目,并实现本土磁电解氢发生器,”Subramaniam 说。