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新型水分离器可连续200小时不间断制氢

文章来源:   作者:  点击:次  更新时间:2015-07-06 10:34


新型水分离器可连续200小时不间断制氢

美国斯坦福大学研究人员日前发明了一种低成本水分离器,阴阳电极均采用同种催化剂氧化镍—铁,可一周七天每天24小时用水生产氢气和氧气,为交通和工业领域提供清洁、可再生的氢能源。该研究成果刊登在近日出版的《自然·通讯》杂志上。

这项研究的共同作者、斯坦福大学副教授崔毅(音译)说:“这种使用单一催化剂的低压分离器,可连续工作200多小时分解水产生氢和氧,这是一个创世界纪录的性能。”

传统的水裂解装置主要由两个电极浸没于水性电解质。目前低压电流应用于电极催化水分子分离,一个电极释放氢气,另一个电极释放氧气。每个电极用不同的催化剂,通常是铂和铱这两种稀有且昂贵的金属。

2014年,斯坦福大学化学家戴宏杰(音译)开发出一种由一节普通的1.5伏电池运行,由镍和铁制成的分解水的廉价分离器。新研究将此技术进一步推进。研究人员表示,新型水分离器的独特性在于,两个电极使用同一种催化剂即氧化镍—铁。这种双功能催化剂可以连续分解水超过一周,只需1.5伏稳定电压,在室温下将水分离效率推高到82%。

据物理学家组织网报道,研究人员使用锂离子电池技术找到了这个能同时驱动两极的低成本催化剂。为了找到适合两个电极的催化材料,他们借用在电池研究中被称为由锂技术引导的电化学调整,以化学方式将金属氧化物催化剂变成小颗粒,使得催化剂具有了更好的导电性和稳定性。

在常规水分离器里,氢和氧的催化剂往往需要不同pH值的电解质,为了分解水,需要分开两个电解质,这样会增加装置的成本。而现在使用同种催化剂的水分离器可用统一的pH值电解液高效运行。催化剂氧化镍—铁既便宜又易生产,还比贵金属催化剂更稳定。