通過(guò)質(zhì)子陶瓷膜可以有效地產(chǎn)生氫氣

一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)，包括化學(xué)技術(shù)研究所(ITQ)、西班牙國(guó)家研究委員會(huì)(CSIC)和瓦倫西亞理工大學(xué)(UPV)的聯(lián)合中心，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種新的電氣化反應(yīng)堆，以更可持續(xù)和節(jié)能的方式生產(chǎn)氫。

　　該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地將36個(gè)獨(dú)立的陶瓷膜組合成一個(gè)可伸縮的模塊化組件，可以從電力(綠色氫)和各種燃料(藍(lán)色氫)中產(chǎn)生氫，幾乎沒(méi)有能量損失。這是該技術(shù)用于工業(yè)化生產(chǎn)氫氣。

　　所涉工作的結(jié)果很有希望提高這兩種類型氫氣在陸地和海上運(yùn)輸及其他市場(chǎng)及其工業(yè)用途方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　本研究中使用的質(zhì)子陶瓷電化學(xué)反應(yīng)器利用電能從其他分子中提取氫，具有特殊的能源效率。燃料可以是氨、天然氣、沼氣或其他含氫分子。該項(xiàng)目使電氣化反應(yīng)堆的規(guī)模化成為可能，通過(guò)電壓縮，每天可以生產(chǎn)大約0.5公斤的壓縮氫，具有非常高的純度和的能源效率——超過(guò)90%。

　　ITQ能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)小組已經(jīng)表明，在150巴的壓力下使用這種技術(shù)是可能的。此外，有了這個(gè)系統(tǒng)，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳不會(huì)排放到大氣中，而是轉(zhuǎn)化為一種加壓電流，可以用于氫的液化和運(yùn)輸，以便日后使用或存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)脫碳。

　　這項(xiàng)工作的結(jié)果表明，質(zhì)子陶瓷技術(shù)可以用于制造可擴(kuò)展的氫設(shè)備，為工業(yè)大規(guī)模制造鋪平道路。其他清潔能源，如太陽(yáng)能或風(fēng)能，是間歇性的，但氫具有儲(chǔ)存和分配能源的優(yōu)勢(shì)。

　　當(dāng)能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，會(huì)有能量損失，但質(zhì)子陶瓷膜將不同的制氫步驟結(jié)合在一個(gè)階段，其中用于催化制氫的熱量來(lái)自于電化學(xué)分離提供氣體形成熱平衡的過(guò)程。

像儲(chǔ)能電池、燃料電池和電解槽一樣，質(zhì)子陶瓷膜是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換器。這一突破的關(guān)鍵之一是CoorsTek膜科學(xué)公司從玻璃陶瓷和金屬材料中開(kāi)發(fā)的一種新組件，它結(jié)合了陶瓷在高溫下的堅(jiān)固性和金屬的電子導(dǎo)電性。

　　這些薄膜在400到800攝氏度的高溫下工作，將氫分解成亞原子粒子(質(zhì)子和電子)，并將質(zhì)子通過(guò)固體陶瓷電解質(zhì)運(yùn)輸。

　　除了ITQ，研究團(tuán)隊(duì)還包括來(lái)自?shī)W斯陸大學(xué)、SINTEF研究所(挪威)和CoorsTek的科學(xué)人員和工程師。

　　這項(xiàng)研究工作也得到了殼牌、埃克森美孚、道達(dá)爾能源、Equinor、ENGIE、沙特阿美、Gassnova和挪威研究委員會(huì)的資助。

　　開(kāi)發(fā)計(jì)劃的下一步是在沙特阿拉伯達(dá)蘭的沙特阿美總部園區(qū)安裝一個(gè)獨(dú)立的氫氣發(fā)生器原型。

　　（原文來(lái)自：氫能簡(jiǎn)報(bào) 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）

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