一支国际团队在不进行预处理的情况下,成功分离海水来生产绿色氢气,此项研究被《自然杂志》刊登。这个团队是由成功澳大利亚的Shizhang Qiao教授和Yao Zheng副教组建的。团队已经将天然海水以将近100%的效率分解成氧气和氢气,采用电解生产绿色氢气,而且,在商业电解槽中采用了一种成本非常低廉的催化剂,最具代表性的催化剂是表面氧化铬的氧化钴。
Zheng副教授介绍说,团队使用海水作为原料,不需要例如反渗透、净化或碱化这种的预处理过程。而在商业电解槽中采用了一种成本非常低廉的催化剂,这种催化剂的性能非常高,接近于铂/铱催化剂在高纯度去离子水原料中运行的性能。高纯度的水电解质是目前电解槽最常用的。淡水资源是有限的,日益减少,随着氢气的需求上涨,可以尽可能地替代化石燃料产生的能源,这将会明显增加淡水资源的稀缺性。
但是,海水不同于淡水,它几乎是无限的资源,是天然的原料电解质。这对于临海且阳光充足的地区是非常有利的。然而,对于内陆的地区来说,是行不通的。与纯水电解相比,海水电解仍处于初步发展时期,使用海水仍具有复杂性,甚至产生电极副反应。
Zheng强调:“针对常规电解槽,涉及到脱盐和去离子,仍旧需要将不纯水处理到水纯度的标准,这样会加大工艺的运维成本。团队针对这个问题,研究出了一套解决方案。不需要预处理系统和碱添加,可以直接利用海水,更加简单方便,使用性能与当前金属基成熟纯水电解槽差不多,性价比高。
研究团队将通过采用更大的电解槽以扩大系统的规模,这样也可以被运用在如燃料电池制氢和氨合成商业环节中。
这项工作若是可以大批量进行复制,无疑,这在未来是一个突破。尽管前面说到使用的资源不那么昂贵,但事实上,钴的含量确实算不上丰富。这样一来,到底是否确定用钴,未来仍有待考察。可以预见的是,如果这项研究成功复制了,势必会大幅度增加对钴的需求,也会到会钴的价格大幅上涨。
另外一个问题是没有讨论电源。电作为输入能源,虽然团队说效率接近100%,但没有显示或讨论输入与产品的计算。
但是这个研究还是值得期待的,可以大幅度降低水源的成本,减少贵金属的使用。同时期待下一阶段可以通过降低成本来解决,而不是几十年的政治操纵来完成工作。