通過質(zhì)子陶瓷膜可以有效地產(chǎn)生氫氣

一個國際團隊，包括化學(xué)技術(shù)研究所(ITQ)、西班牙國家研究委員會(CSIC)和瓦倫西亞理工大學(xué)(UPV)的聯(lián)合中心，已經(jīng)開發(fā)了一種新的電氣化反應(yīng)堆，以更可持續(xù)和節(jié)能的方式生產(chǎn)氫。

　　該團隊已經(jīng)成功地將36個獨立的陶瓷膜組合成一個可伸縮的模塊化組件，可以從電力(綠色氫)和各種燃料(藍(lán)色氫)中產(chǎn)生氫，幾乎沒有能量損失。這是該技術(shù)用于工業(yè)化生產(chǎn)氫氣。

　　所涉工作的結(jié)果很有希望提高這兩種類型氫氣在陸地和海上運輸及其他市場及其工業(yè)用途方面的競爭力。

　　本研究中使用的質(zhì)子陶瓷電化學(xué)反應(yīng)器利用電能從其他分子中提取氫，具有特殊的能源效率。燃料可以是氨、天然氣、沼氣或其他含氫分子。該項目使電氣化反應(yīng)堆的規(guī)模化成為可能，通過電壓縮，每天可以生產(chǎn)大約0.5公斤的壓縮氫，具有非常高的純度和的能源效率——超過90%。

　　ITQ能源轉(zhuǎn)換和存儲小組已經(jīng)表明，在150巴的壓力下使用這種技術(shù)是可能的。此外，有了這個系統(tǒng)，在這個過程中產(chǎn)生的二氧化碳不會排放到大氣中，而是轉(zhuǎn)化為一種加壓電流，可以用于氫的液化和運輸，以便日后使用或存儲，從而實現(xiàn)脫碳。

　　這項工作的結(jié)果表明，質(zhì)子陶瓷技術(shù)可以用于制造可擴展的氫設(shè)備，為工業(yè)大規(guī)模制造鋪平道路。其他清潔能源，如太陽能或風(fēng)能，是間歇性的，但氫具有儲存和分配能源的優(yōu)勢。

　　當(dāng)能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時，會有能量損失，但質(zhì)子陶瓷膜將不同的制氫步驟結(jié)合在一個階段，其中用于催化制氫的熱量來自于電化學(xué)分離提供氣體形成熱平衡的過程。

像儲能電池、燃料電池和電解槽一樣，質(zhì)子陶瓷膜是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換器。這一突破的關(guān)鍵之一是CoorsTek膜科學(xué)公司從玻璃陶瓷和金屬材料中開發(fā)的一種新組件，它結(jié)合了陶瓷在高溫下的堅固性和金屬的電子導(dǎo)電性。

　　這些薄膜在400到800攝氏度的高溫下工作，將氫分解成亞原子粒子(質(zhì)子和電子)，并將質(zhì)子通過固體陶瓷電解質(zhì)運輸。

　　除了ITQ，研究團隊還包括來自奧斯陸大學(xué)、SINTEF研究所(挪威)和CoorsTek的科學(xué)人員和工程師。

　　這項研究工作也得到了殼牌、?？松梨?、道達(dá)爾能源、Equinor、ENGIE、沙特阿美、Gassnova和挪威研究委員會的資助。

　　開發(fā)計劃的下一步是在沙特阿拉伯達(dá)蘭的沙特阿美總部園區(qū)安裝一個獨立的氫氣發(fā)生器原型。

　　（原文來自：氫能簡報 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）

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