绿色氢气提升 800%
据瑞典林雪平大学的研究人员称，当使用三层新材料的组合时，从水中产生氢气的化学反应效率要高出数倍。 水制氢是一种很有前途的可再生能源，尤其是利用阳光制氢时。 到 2035 年，欧盟将禁止生产新的汽油和柴油汽车。 预计电动机在车辆中将变得越来越普遍 - 但它们并不适合所有类型的运输。 “乘用车可以有电池，但重型卡车、轮船或飞机不能使用电池来储存能量。 对于这些运输方式，我们需要寻找清洁和可再生能源，而氢气是一个很好的候选者，“林雪平大学副教授孙建武说，他领导了发表在《美国化学会杂志》上的这项研究。 LiU 研究人员正在努力开发可以用于利用阳光中的能量从水 （H2O） 中生产氢气 （H2）。 研究小组此前已经表明，一种称为立方碳化硅 （3C-SiC） 的材料具有有益的特性，可以促进水分解成氢和氧的反应。 该材料可以有效地捕获阳光，因此其中的能量可以通过光化学分解水反应用于制氢。 在他们目前的研究中，研究人员有进一步开发了一种新的组合材料。 这种新材料由三层组成：一层立方碳化硅、一层氧化钴和一种有助于分解水的催化剂材料。 “这是一个非常复杂的结构，因此我们这项研究的重点是了解每一层的功能以及它如何帮助改善材料的性能。 这种新材料在将水分解成氢气方面的性能是纯立方碳化硅的八倍，“他说孙建武. 当阳光照射到材料上时，会产生电荷，然后用于分解水。 为该应用开发材料时的一个挑战是防止正电荷和负电荷再次合并并相互中和。 在他们的研究中，研究人员表明，通过将一层立方碳化硅与其他两层相结合，称为 Ni（OH）2/Co3O4/3C-SiC 的材料变得更能够分离电荷，从而使水的分解更有效。 今天，“灰色”和“绿色”氢是有区别的。 市场上几乎所有的氢气都是由称为天然气或化石天然气的化石燃料生产的“灰色”氢气。 生产一吨“灰色”氢气会导致排放高达 10 吨的二氧化碳，这会导致温室效应和气候变化。 “绿色”氢气是使用可再生电力作为能源生产的。 的LiU 研究人员的长期目标是能够仅使用来自太阳的能量来驱动光化学反应以产生“绿色”氢。 目前开发的大多数材料的效率在 1% 到 3% 之间，但这种绿色氢技术的商业化目标是 10% 的效率。 与使用补充可再生能源生产氢相比，能够使用太阳能完全驱动反应将降低生产“绿色”氢的成本电力，就像今天使用的技术一样。 孙建武推测，研究团队可能需要大约 5 到 10 年的时间才能开发出达到令人垂涎的 10% 限制的材料。 该研究得到了瑞典国际研究和高等教育合作基金会 （STINT）、Olle Engkvists Stiftelse、ÅForsk 基金会、Carl Tryggers Stiftelse 以及瑞典政府战略林雪平大学先进功能材料 （AFM） 研究领域。