博士研究員Yemima Ehrnst手持研究團隊用來提高氫氣產(chǎn)量的聲學裝置，通過電解來分解水。來源：RMIT大學
通過在電解過程中使用高頻振動來“分割和征服”單個水分子，一個皇家墨爾本理工大學(RMIT)工程學院的團隊成功地將水分子分離，釋放出比標準電解技術多14倍的氫。
電解是指電流通過水中的兩個電極，將水分子分解成氣泡狀的氧氣和氫氣。這一過程產(chǎn)生的綠色氫，由于所需的能量很高，只占全球氫產(chǎn)量的一小部分。
大多數(shù)氫氣是通過裂解天然氣產(chǎn)生的，這種氫氣被稱為藍氫，會向大氣中排放溫室氣體。
領導這項工作的RMIT大學副教授Amgad Rezk說，該團隊的創(chuàng)新解決了綠色制氫的巨大挑戰(zhàn)。
Rezk說：“電解的主要挑戰(zhàn)之一是使用鉑或銥等催化材料帶來的高成本。聲波使得從水中提取氫變得更容易，不需要使用腐蝕性電解質和昂貴的鉑或銥電極。由于水不是腐蝕性電解質，我們可以使用更便宜的電極材料，比如銀。”
Rezk說，使用低成本電極材料和避免使用高腐蝕性電解質的能力是降低綠色氫氣生產(chǎn)成本的關鍵因素。
這項研究發(fā)表在《先進能源材料》雜志上。為了保護這項新技術，澳大利亞已經(jīng)提交了一份臨時專利申請。
第一作者Yemima Ehrnst說，聲波還防止了電極上氫氣和氧氣氣泡的積聚，這大大提高了它的導電性和穩(wěn)定性。
RMIT工程學院的博士研究員Ehrnst說：“用于電解的電極材料會受到氫氣和氧氣氣體積聚的影響，形成一層氣體，使電極的活性最小化，并顯著降低其性能。”
作為實驗的一部分，研究小組測量了電解過程中產(chǎn)生氫氣的量，電解過程分為有聲波和沒有聲波的情況。
“在給定的輸入電壓下，有聲波的電解電流輸出大約是沒有聲波的電解電流輸出的14倍。這相當于產(chǎn)生的氫氣的數(shù)量，”Ehrnst說。
首席高級研究員之一的Leslie Yeo教授說，該團隊的突破打開了將這種新的聲學平臺用于其他應用的大門，特別是解決了電極上的氣泡積聚。
來自RMIT工程學院的Yeo說：“我們能夠抑制電極上的氣泡積聚，并通過高頻振動快速去除氣泡，這代表了電極導電性和穩(wěn)定性的重大進步。”
“通過我們的方法，我們可以潛在地提高轉換效率，從而實現(xiàn)27%的節(jié)能。”
雖然這項創(chuàng)新很有前景，但該團隊需要克服挑戰(zhàn)，將聲波創(chuàng)新與現(xiàn)有電解槽集成起來，以擴大運行規(guī)模。
Yeo表示：“我們熱衷于與行業(yè)合作伙伴合作，以促進和補充他們現(xiàn)有的電解槽技術，并將其集成到現(xiàn)有的工藝和系統(tǒng)中。”
（素材來自：RMIT 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）
