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電解海水產生氫燃料

關鍵字:氫燃料太陽能電解海水
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科技產業資訊室 - 洪柏智 發表於 2019年4月3日

圖、電解海水產生氫燃料
 
美國史丹佛大學(Stanford University)的研究團隊於美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)發表,該團隊設計出利用太陽能、電極、鹽水產生氫燃料的新方法,即是利用太陽能產生電力,並電解海水產生氫氣做為燃料使用。
 
現有從水產生氫氣與氧氣的方法便是電解,然而電解水需要高純度的水,其生產成本極高。理論上,供應城市及汽車所需的能源,在需要氫氣的同時,會開始思考到純水電解,然而在美國加州並沒有足夠的純水。實際上,氫氣始終是一種相當具有吸引力的燃料選擇,因為不排放二氧化碳,且燃燒的氫氣會產生水,有助於緩解氣候變遷的問題。
 
一般電解純水產生氫與氧,然而電解海水時卻有著很大的問題,電解海水時,陽極會受到氯化物的腐蝕,會影響整個電解系統的使用壽命,該研究便是解決這個問題。研究團隊在陽極使用複合式材質,也就是多孔發泡鎳(Ni foam)外塗上硫化鎳(nickel sulfide)後,再用鎳鐵氫氧化物(nickel–iron hydroxide)包覆,形成一個「鎳鐵氫氧化物、硫化鎳、多孔發泡鎳」(NiFe/NiSx/Ni)的陽極。其中,硫化鎳便是在電解過程中可起保護陽極而避免腐蝕的效果,沒塗保護層只能在水中運作12小時便會損壞,塗上後則在超過1,000小時的實驗中展現其保護效果而無明顯損傷。
 
此項研究成果將新的技術應用於廣大海水,除電解海水產生氫燃料,同時解決氯化物對陽極的腐蝕問題,並結合太陽能來提供電解海水所需的電力,未來在太陽能或風力發電的發展方面,不僅提供驅動產生氫燃料的可用性,也發展出更多用途的可能性。此外,電解海水除能產生氫燃料,也會產生氧氣,未來潛水人員或潛艇在海下作業時亦能直接將設備帶入海裡,直接產生呼吸所需的氧氣,有助於未來水下作業的發展。(663字;圖1)


參考資料:
Stanford Researchers Create Hydrogen Fuel from Seawater. Stanford News,2019/03/18
Solar-driven, highly sustained splitting of seawater into Hydrogen and Oxygen fuels. PNAS,2019/03/12


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