科學家們證明了僅用水、鐵、鎳和電就能比以前更便宜地制造出氫氣。

一個由瑞士聯(lián)合大學領導的科學家團隊展示了一種更便宜、更可持續(xù)的方法來制造氫動力汽車，這種汽車可能很快就不僅僅是一種新奇的東西了。

在最近發(fā)表在《自然通訊》上的研究中，悉尼新南威爾士大學，格里菲斯大學和斯威本科技大學的科學家證明，通過使用低成本的金屬（如鐵和鎳）作為催化劑，可以從水中的分離出氫氣并捕獲。這種化學反應只需要更少的能量。

地球上儲量豐富的鐵和鎳將取代迄今為止被視為“水分解”過程基準催化劑的貴金屬釕、鉑和銥。

新南威爾士大學化學學院的趙川(音譯)教授說，在水的分裂過程中，兩個電極對水施加電荷，使氫從氧中分裂出來，作為燃料電池的能量。

他說：“我們所做的就是在電極上涂上催化劑，以減少能源消耗。在這種催化劑上，有一個微小的納米級界面，鐵和鎳在原子層面相遇，成為水解的活性位點。在這里，氫可以從氧中分離出來作為燃料，而氧可以作為一種環(huán)保的廢物被釋放?！?/p>

在這種催化劑上，有一個微小的納米級界面，鐵和鎳在原子層面相遇，成為水解的活性位點。

2015年，趙教授的團隊發(fā)明了一種鎳-鐵電極，以創(chuàng)紀錄的效率產(chǎn)生氧氣。然而，趙教授表示，就其本身而言，鐵和鎳并不是產(chǎn)生氫的良好催化劑，但它們在納米尺度上的結合導致了“奇跡的發(fā)生”。

“納米級的界面從根本上改變了這些材料的性質，”他說。“我們的研究結果表明，鎳-鐵催化劑在制氫方面與鉑-鐵催化劑一樣活躍?！?/p>

“另一個好處是，我們的鎳-鐵電極可以同時催化氫和氧的生成，因此，我們不僅可以利用地球上豐富的元素來降低生產(chǎn)成本，而且還可以通過生產(chǎn)一種催化劑而不是兩種催化劑來降低成本?！?/p>

快速瀏覽一下今天的金屬價格，就會明白為什么這可能是改變游戲規(guī)則的技術。鐵和鎳的價格分別為每公斤0.13美元和19.65美元。相比之下，釕、鉑和銥的價格分別為每克11.77美元、42.13美元和69.58美元——換句話說，貴了數(shù)千倍。

趙教授表示：“目前，在我們的化石燃料經(jīng)濟中，我們有轉向氫經(jīng)濟的巨大動力，這樣我們就可以把氫用作地球上儲量最豐富的清潔能源載體。”

“我們談論氫經(jīng)濟已經(jīng)有很長時間了，但這一次，它似乎真的要來了。”

趙教授表示，如果這種水解技術得到進一步發(fā)展，有一天加氫站能像今天的加油站一樣普及，你可以在那里用這種水解技術現(xiàn)場制氫給燃料電池汽車加注。與鋰電池驅動的電動汽車相比，氫燃料補給只需幾分鐘就能完成。

“我們希望我們的研究可以被這樣的氫站用來制造他們自己的氫，使用可持續(xù)的資源，如水力、太陽能和這些低成本但高效的催化劑。”