氫基燃料是最有前途的清潔能源之一。但生產(chǎn)純氫氣是一個(gè)能源密集型過程，通常需要煤或天然氣以及大量電力。近日，某大學(xué)工程師們成功開發(fā)出一種新型的從水中提取氫氣的方法。這種方法利用太陽能和糞便、稻殼等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，將從水中提取氫氣所需的能量減少了600%，為更加可持續(xù)和環(huán)保的化工生產(chǎn)鋪平了道路。
傳統(tǒng)的從水中提取氫氣的方法需要大量的電力或燃料，這不僅耗費(fèi)大量的能源，而且會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳等溫室氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而這項(xiàng)新方法則通過利用太陽能和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品來降低成本和減少污染。通過使用太陽能或風(fēng)能等可再生能源，并將副產(chǎn)品用于其他用途，該工藝可將溫室氣體排放量降至凈零。
該研究團(tuán)隊(duì)中的某教授說："我們是第一個(gè)證明可以利用生物物質(zhì)在幾分之一伏特的條件下生產(chǎn)氫氣的小組。這是一項(xiàng)變革性技術(shù)。"
電解是將水分離成氫和氧的過程，需要電流。在工業(yè)規(guī)模上，通常需要化石燃料來產(chǎn)生這種電力。
最近，科學(xué)家們通過在反應(yīng)中引入碳源，降低了水分裂所需的電壓。但這一過程也要使用煤或昂貴的化學(xué)品，并釋放出二氧化碳作為副產(chǎn)品。
研究人員對(duì)這一工藝進(jìn)行了改進(jìn)，改用普通廢品中的生物質(zhì)。通過將硫酸與農(nóng)業(yè)廢棄物、動(dòng)物糞便或污水混合，他們制造出一種名為生物炭的泥漿狀物質(zhì)，這種物質(zhì)富含碳。
研究小組試驗(yàn)了由甘蔗皮、大麻廢料、廢紙和牛糞制成的不同種類的生物炭。加入電解室后，所有五種生物炭都降低了將水轉(zhuǎn)化為氫氣所需的功率。其中表現(xiàn)最好的是牛糞，可將所需電力降低六倍，約為五分之一伏特。
由于對(duì)能量的要求很低，研究人員可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)硅太陽能電池在 0.5 伏電壓下產(chǎn)生大約 15 毫安的電流為反應(yīng)提供能量。這還不及一節(jié) AA 電池產(chǎn)生的電量。
某教授說："它的效率非常高，生物炭和太陽能幾乎有 35% 轉(zhuǎn)化為氫氣。這些數(shù)字創(chuàng)下了世界紀(jì)錄;這是任何人展示過的最高數(shù)字。"
要使這一過程實(shí)現(xiàn)凈零排放，就必須捕獲反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳。但研究人員說，這也會(huì)帶來環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，比如生產(chǎn)純二氧化碳來碳酸飲料，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為乙烯和塑料制造中使用的其他化學(xué)品。
"它不僅實(shí)現(xiàn)了生物廢料利用的多樣化，還能清潔生產(chǎn)氫氣以外的不同化學(xué)物質(zhì)，"科學(xué)家說,"這種廉價(jià)的制氫方式可以讓農(nóng)民自給自足地滿足他們的能源需求，或者創(chuàng)造新的收入來源"。
據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)的研究成果已經(jīng)引起了國內(nèi)外眾多專家學(xué)者的關(guān)注和認(rèn)可。未來，這種新型制氫方法有望在化工生產(chǎn)、能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為推動(dòng)清潔能源的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
604
0 
分享 0
舉報(bào) 0
收藏 0
反對(duì) 0
點(diǎn)贊 0
京公網(wǎng)安備 11010702002294號(hào)
