Nature Commun:毛细管作用消除气泡实现高效率电催化制氢
纳米技术 纳米 2022-03-18

可再生的绿色氢能未来将在难以消除的行业实现脱碳领域关键作用,对于缓解全球变暖问题非常重要。但是目前的可再生氢能技术与化石燃料相比并没有经济上的优势。这是因为可再生氢能的能量效率并不是特别高,同时传统电解水装置的投资非常巨大。

有鉴于此,卧龙岗大学Gerhard F. Swiegers等报道发展了一种非常独特的电催化分解水概念,实现通过毛细管通过毛细作用沿着多孔的电极间隔板,将电催化所需的分解水输送到制氢和产氧电极上,因此实现了无气泡的电极电催化制氢

本文要点:

(1)

在碱性环境通过毛细管输送进行电催化分解水,具有比商业电解槽更高的性能,在0.5 A cm-2电流密度和85 ℃工作,电解槽的电压仅仅1.51 V,电解槽的能量效率达到98 %,制氢的能量消耗达到40.4 kWh/kg H2

(2)

毛细电解槽实现了非常高的能量效率,同时电解槽的结构非常简单,因此为实现价格合理的可再生氢能的进一步接近商用化提供机会。

该技术将使氢气生产在20年代中期实现低于每公斤1.50美元的氢能,比预期更早地达到澳大利亚和全球目标。

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参考文献

Hodges, A., Hoang, A.L., Tsekouras, G. et al. A high-performance capillary-fed electrolysis cell promises more cost-competitive renewable hydrogen. Nat Commun 13, 1304 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-28953-x

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28953-x


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