悉尼的研究团队用阳光和液态镓,直接从水里提取氢气——海水也行。

 

用光照和液态金属就能从海水里制氢——不用纯水,不用电解,金属还能回收再用。

 

绿氢一直被看作工业、交通和能源转型的关键。但现在主流方法还是电解——用大量电把水拆成氢气和氧气。这技术是成熟,可成本高,耗电更高。

 

悉尼有个化学团队在试新玩法:让光打在液态镓上——海水就能出氢气。

 

悉尼大学的新发现

 

悉尼大学化学系最近发了篇论文,说的就是这个。不需要传统电解设备,他们用的是光——太阳光或灯光都行。金属跟淡水或海水反应完还能回收,形成一个闭环,材料可以反复用。

 

光和镓怎么搞出氢气的

 

镓这金属挺特别的。29度左右就化了,比室温高一点就变液体。液态镓是银色的小水珠,表面光滑,特别爱反应。这就是它的优势。

研究人员把镓的小颗粒撒在淡水或海水里。光一照,镓迅速升温。表面那层薄薄的氧化膜会裂开,金属又跟水接触上了。镓开始反应,生成氧氢氧化镓——氢气就出来了。

 

研究作者Luis Campos说:"现在我们能用随处可得的海水制氢了,而且只靠光就能生产绿氢。"

 

重点是:光不光管加热,还会影响金属表面那层氧化膜。膜一破,反应就能一直进行下去。要不然金属很快就"罢工"了。

 

实验室效率12.9%

 

实验室测试显示,这套系统最高效率能到12.9%。也就是说,照进去的能量有12.9%转成了氢气的化学能。

 

项目负责人Kourosh Kalantar-Zadeh觉得:"第一次做概念验证能到这个数,已经挺能打了。"

 

他还拿光伏做了个对比:"硅太阳能板50年代刚出来时效率才6%,到90年代才破10%。"

 

金属不浪费,循环着用

 

反应完剩下氧氢氧化镓。但跟很多化学反应不一样,这玩意儿不是废料。Kalantar-Zadeh教授说:"氢气拿到手后,氧氢氧化镓能还原回镓,继续用来产氢——这就是我们说的循环。"

 

金属一直在系统里转,不会被消耗掉。

 

海水制氢的战略意义

 

很多制氢方法得用纯水,这就得花钱搞净化设备。新方法淡水海水都能用,这就厉害了。

 

沿海地区海水多得是,不用费劲淡化。

 

项目组成员Francois Allioux博士说:"氢能源是未来清洁能源的方向,澳大利亚要在氢经济里占优势,这技术可能是个突破口。"

 

跟电解有啥不一样

 

电解是用电流拆水。这个新方法用的是镓的光热特性——光既加热又激活表面。

 

Kalantar-Zadeh教授说:"以前没人想到镓碰水能这么快产氢——就是这么个简单的现象,一直没被注意到。"

 

温度不用太高,不需要极端条件,技术难度就低了。

 

下一步:放大规模

 

实验室里行得通,接下来要做大。团队打算建个中试反应器,在更接近实际的条件下测试。同时他们还在想办法提高效率。

 

Kalantar-Zadeh教授说得明白:"全世界都需要把高效绿氢生产商业化。我们这套流程效率不错,而且好扩展。"

 

来源： 铂道