新方法通过微纳结构化电极电解海水制氢

  针对氯离子带来的腐蚀性问题,研究人员将硫化镍生长在泡沫镍导体上,并将镍铁氢氧化物催化剂生长在硫化镍的顶部,形成多层结构。邝允表示,泡沫镍起到导体的作用传输电能,引发电解。在电解过程中,中间层硫化镍会演变成一个负电荷层,保护阳极。正像两块磁铁的负极互相推动一样,带负电荷的层排斥氯离子并阻止其到达电极内部的金属导体部分。

  此外,先前试图将海水分解成氢燃料的研究中,由于腐蚀极易发生在较高的电流下,所以实际电解过程的电流很小,但这往往影响电解效率。此次,研究人员通过多层电极将电解电流增大到以往的10倍以上,实现以更快的速度从海水中获得氢气。“我认为我们创下了海水分流的记录。”戴宏杰说,“既然已经找到了电解海水的新方法,这或许能为提高太阳能或风能驱动的氢燃料的可用性打开大门。”

  “目前,该研究尚存在诸多待研究的工程细节,距离实际应用尚有一段时间。”邝允介绍,一方面,利用太阳能、风能等可再生能源电解海水面临能量输入波动的问题,而且不同于实验室运行的长时间持续电解,实际电解系统会面临经常性的开关,这些工程实际情况都对电极的稳定性提出了新的要求,亟待科研人员攻关;另一方面,实验室目前进行了方法、概念的验证,实现规模化、工业化需要进行放大实验,需要搭建一套真正实用的而非实验室模拟的海水电解系统。


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