澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)發(fā)布報告稱,該大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新型電極,可以低成本、高效率地電解水,有望用于大規(guī)模生產(chǎn)燃料電池的主要燃料——氫氣。
該技術(shù)采用了一種價格低廉、有特殊涂層的泡沫狀材料,能使電解水產(chǎn)生的氧氣氣泡快速逸散,從而提高制取效率。相關(guān)論文發(fā)表在英國《自然通訊》雜志上。
在電解水的過程中,水在電流作用下被分解成氫氣和氧氣。產(chǎn)氧電極的效率低、成本高、需要消耗大量電力,是電解水制氫實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要技術(shù)難關(guān)之一。據(jù)研究人員介紹,他們研制的新型電極是迄今為止在堿性電解質(zhì)中產(chǎn)氧效率最高的電極。它使用鎳和鐵作為原料,成本低廉、容易制造,不像其他電解水技術(shù)那樣需要用昂貴的稀有金屬作為催化劑和電極材料。
研究人員采用了市面上常見的泡沫鎳,用一種活性很高的鎳鐵合金催化劑對其進行電鍍,制成電極。泡沫鎳材料內(nèi)部有許多微孔,直徑約200 微米,約為人類頭發(fā)直徑的兩倍。超薄的鎳鐵合金鍍層里面也有大量微孔,直徑約50 納米。由于鍍層和內(nèi)部都充滿微孔,新型電極的表面積非常大,有利于電解過程中生成的氧氣的釋放和逸散。而通常情況下,氧氣氣泡逸散不夠快,是一個降低電極利用率的普遍問題。
研究人員表示,將進一步研究其中原理、優(yōu)化性能,爭取早日實現(xiàn)低成本制氫。氫的燃燒產(chǎn)物是水,不會產(chǎn)生二氧化碳和其他污染物,是一種清潔高效的能源,如果能大規(guī)模、低成本制取,將有助于滿足日益增長的能源需求,同時減少污染、遏制全球變暖。