現在,全球都在跟隨電氣化的潮流。而且很多企業開始轉向氫動力汽車。現在,澳大利亞高校研發了一種鎳鐵催化劑,能夠快速制氫。
據報道,澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)領導的一個科學家研究小組展示了一種更便宜、更可持續的方法以制造氫氣,為氫動力汽車提供動力。
悉尼新南威士大學、格里菲斯大學(Griffith University)與斯威本理工大學(Swinburne University of Technology)科學家們的研究表明,可采用鐵和鎳等低成本催化劑,通過從水中將氫氧分離,以捕獲氫氣,此類催化劑不僅會加速該化學反應,還會消耗較少的能量。
至今為止,人們普遍認為“水分解”過程中的標準催化劑是貴金屬釕、鉑和銥,而現在地球上儲量豐富的鐵和鎳將能夠取代此類貴金屬。
新南威爾士大學化學系教授Chuan Zhao表示,在水分解的過程中,兩個電極將對水施加電荷,讓氫氣從水(水由氫與氧構成)中分離出來,成為燃料電池的能量來源。
Zhao教授表示:“我們會在電極上涂覆該催化劑,以減少能源消耗(因為加快了化學反應)。在該催化劑上,有一個微小的納米級界面,讓鐵原子和鎳原子能夠相遇,成為分解水的活性位點。因而,氫可以從水中分離出來成為燃料,而氧可以作為一種環保型廢物被釋放出來。”
2015年,Zhao教授團隊研發了一種鎳鐵電極,制造氧氣的效率創造了記錄。不過,Zhao教授表示,就鎳鐵本身而言,并不是制造氫氣最好的催化劑,不過,納米大小的鎳鐵卻能夠創造奇跡。納米級界面從根本上改變了此類材料的性質,研究結果表明,鎳鐵催化劑在制氫方面與鉑催化劑一樣活躍。
此外,鎳鐵電極可以同時催化產生氫氣和氧氣,因此,不僅可以利用地球上豐富的元素來降低生產成本,還能夠用一種催化劑完成兩種催化劑的任務,從而降低成本。
快速看看現在的金屬價格,你就會明白為何該技術可能成為變革技術,以加速向氫經濟過渡。目前,鐵和鎳的價格分別為每公斤0.13美元(約合0.91元人民幣)和19.65美元(約合137.50元人民幣),而釕、鉑和銥的價格則分別為每克11.77美元(約合82.36元人民幣)、42.13美元(約合294.81元人民幣)和69.58美元(約合486.89元人民幣),換句話說,此類貴金屬的價格比鐵和鎳貴了數千倍。
Zhao教授表示,如果該種水分解技術得到了進一步發展,則有一天可能會出現像如今加油站一樣的加氫站,可以利用水分解反應生產的氫氣為氫燃料汽車提供動力。與利用鋰電池提供動力的電動汽車相比,加氫只需在幾分鐘內就可完成。