制氫專利

【專家解說(shuō)】：　　美發(fā)明低成本制氫新工藝 　　[打印文章] [大、中、小] 　　【西班牙《21世紀(jì)周刊》9月20日?qǐng)?bào)道】美國(guó)珀杜大學(xué)發(fā)表公告說(shuō)，該校研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)成本低廉的制氫新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)具有廣泛的能源潛在用途，包括為潛水艇提供能源補(bǔ)給，為汽車提供燃料等等。 　　該技術(shù)通過(guò)向鋁鎵合金注水方式生產(chǎn)氫氣。鋁鎵合金與水發(fā)生反應(yīng)后，鋁把水分解，帶走氧氣釋放出氫氣。現(xiàn)在研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)制造鋁鎵合金微粒的新工藝，這樣就可以把合成金微粒放到水箱中發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生需要的氫氣量。 　　在這項(xiàng)技術(shù)中，鎵是一個(gè)非常重要的因素，因?yàn)樗梢宰柚乖阡X塊表面形成氧化膜。通常鋁在氧化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)薄膜，阻礙氧氣與鋁發(fā)生作用。除去這層氧化膜，氧化作用就可以繼續(xù)進(jìn)行，直到所有的鋁者被用來(lái)產(chǎn)生氫氣。 　　由于使用該技術(shù)可根據(jù)需求來(lái)生產(chǎn)氫氣，因此儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣變得毫無(wú)必要，這兩個(gè)因素曾是阻礙“氫氣經(jīng)濟(jì)”發(fā)展的最大障礙。此外，由于鎵是惰性金屬，可以回收和再利用。 　　技術(shù)開(kāi)發(fā)人員杰里•伍德?tīng)柦榻B說(shuō)：“鎵可以回收和再利用是非常重要的，因?yàn)榕c其它金屬相比，鎵的價(jià)格很高。如果可以回收，則這項(xiàng)制氫技術(shù)的成本就會(huì)大大降低，可以大規(guī)模推廣使用。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)可以使用純度很低的鎵，它的成本比電子行業(yè)中使用的高純度鎵低很多。” 　　另一方面，當(dāng)鋁鎵合金與水發(fā)生反應(yīng)，鋁就變成了氧化鋁，廢氧化鋁可回收再處理成鋁，再生鋁比開(kāi)采鋁土礦生產(chǎn)鋁便宜，這一點(diǎn)更增加這項(xiàng)制氫技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。 　　最近研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)快速冷卻熔體合金制成的顆粒含有28％的鋁和72％的鎵，而改變合金制成工藝使用緩慢冷卻方法，得到的合金顆粒鋁鎵比例幾乎正好相反，它可以與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、氧化鋁和熱量。 　　珀杜大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，使用緩慢冷卻法得到的鋁鎵合金顆粒鋁和鎵的含量分別為80％和20％。伍德?tīng)栒f(shuō)：“80－20比例的合金顆粒在干燥的空氣中非常穩(wěn)定，可以快速與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氣?！? 　　這項(xiàng)制氫新技術(shù)具有非常廣大的潛在用途。例如可用氫氣替代汽油作為汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，那么它排出的唯一廢棄物就是水。應(yīng)用方法也很簡(jiǎn)單，只需改造內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，讓它使用氫氣動(dòng)作，為此只需把汽油注入口改換成氫氣注入口就可以了。 　　不過(guò)現(xiàn)在仍需發(fā)展一項(xiàng)大規(guī)模的循環(huán)使用計(jì)劃，以把氧化鋁轉(zhuǎn)變成鋁并回收鎵。為此需要建立一個(gè)類似核電廠或風(fēng)能發(fā)電廠的基礎(chǔ)設(shè)施廠。研究人員發(fā)現(xiàn)，使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)技術(shù)設(shè)備回收氧化鋁的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原先的估計(jì)，因此制氫成本與汽油相比極具竟?fàn)幜Α? 　　利用新技術(shù)發(fā)展“氫氣經(jīng)濟(jì)”的研究道路頗為漫長(zhǎng)。一切開(kāi)始于1967年，當(dāng)時(shí)伍德?tīng)枮镮BM公司做一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)鋁和鎵結(jié)合加上水能夠產(chǎn)生氫氣。