三電極+太陽能電池 UCLA研發(fā)新裝置降低制氫成本

據(jù)外媒報(bào)道,加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)設(shè)計(jì)了一款新裝置,可利用太陽能生成并存儲(chǔ)價(jià)格便宜、能效較高的氫能,未來或?qū)⒂糜诠β孰娮釉O(shè)備,使得氫燃料電池車變得更為清潔、環(huán)保。

該裝置或?qū)⑹沟脷淙剂想姵剀嚨膬r(jià)格更為便宜,使更多的用戶能夠負(fù)擔(dān)得起。相較于當(dāng)前氫燃料所采用的鉑及其他稀有金屬元素,該裝置采用鎳、鐵及鈷等金屬元素來生產(chǎn)氫能,上述三種金屬元素的儲(chǔ)量更為富足,且售價(jià)更為便宜。

目前,許多城市都從電網(wǎng)收集剩余電能并進(jìn)行存儲(chǔ),該設(shè)備或許將成為其可行性方案中的重要組成部分。

傳統(tǒng)意義上的氫燃料電池及超級(jí)電容器(supercapacitors)擁有兩個(gè)電極(一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極)。而UCLA研發(fā)的裝置擁有三個(gè)電極,第三個(gè)電極將發(fā)揮超級(jí)電容器的作用,用于存儲(chǔ)能量,并將誰分解為氫氣和氧氣,上述工藝被稱為水電解(water electrolysis)。

三個(gè)電極均與單個(gè)太陽能電池相連,作為該設(shè)備的能源(動(dòng)力源,power source),并存儲(chǔ)從太陽能電池處獲得的電能。通常由兩種方式可供選擇(通常任選其一):利用超級(jí)電容器內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)或采用化學(xué)方式獲得氫氣。

該研究論文的合著者兼UCLA博士后研究員Maher El-Kady透露, 該設(shè)備的制氫工藝較為環(huán)保。目前,全球近95%的氫氣源自于石油燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)換,如:將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣,但該工藝使大量的二氧化碳排入大氣環(huán)境中。

Kaner表示,研究人員將超級(jí)電容器及水裂解技術(shù)融合到單個(gè)裝置內(nèi),該項(xiàng)新技術(shù)最終會(huì)導(dǎo)致新應(yīng)用的產(chǎn)生,但研究人員尚未考慮到這一點(diǎn)。

研究人員設(shè)計(jì)了納米級(jí)電極,比人的頭發(fā)絲還要薄,確保其暴露到水中的表面積足夠大,可提升該設(shè)備所產(chǎn)生氫氣的數(shù)量。盡管研究人員制作的設(shè)備很小,可置于掌中,但未來或許會(huì)制造尺寸較大的版本,因?yàn)樵撗b置的售價(jià)并不算貴。(本文圖片選自UCLA官網(wǎng))