然而目前世界上幾乎所有的氫氣都提取自化石燃料，每年會(huì)造成約8.3億噸二氧化碳的排放。這相當(dāng)于英國(guó)和印度尼西亞二氧化碳年排放量之和。裂解水制氫雖然可以做到無(wú)碳排放，但成本昂貴，從商業(yè)角度看基本行不通，因此該方法制取的氫氣僅占全球氫氣總量的1%。

為此，澳大利亞研究人員開(kāi)發(fā)出一種便宜、節(jié)能的海水制氫新方法，可將海水直接分解成氫氣和氧氣，省去海水淡化這一步驟，從而節(jié)省了成本，減少了能源消耗和碳排放，向“綠色”氫工業(yè)邁出了關(guān)鍵一步。相關(guān)研究近日發(fā)表于Small。

“我們知道氫作為清潔能源具有巨大潛力，對(duì)于那些無(wú)法輕易切換到可再生能源的行業(yè)來(lái)說(shuō)尤為如此。要真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，氫氣的整個(gè)生產(chǎn)周期必須做到無(wú)碳排放，并且不能因此使世界上寶貴的淡水儲(chǔ)量減少。”論文作者、皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)校長(zhǎng)特聘研究員Nasir Mahmood表示，他們從海水中直接制氫的方法簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展，且比目前市場(chǎng)上的任何“綠色”氫氣制備方法都更具成本效益。

通常“綠色”氫氣的制備方法為電解水制氫，即通過(guò)電解槽向水中輸送電流，將其分解為氫和氧，而電解槽中要加入昂貴的催化劑，且會(huì)消耗大量能源和水(制備1公斤氫氣約需9升水)。而如果使用海水制氫還有一個(gè)阻礙——作為副產(chǎn)物的有毒氯氣。

“如果在不解決該問(wèn)題的情況下制備滿足世界需求的氫氣，作為副產(chǎn)物，每年將產(chǎn)生2.4億噸氯，遠(yuǎn)超全球的氯需求，進(jìn)而破壞環(huán)境。”Mahmood說(shuō)。而他們的新工藝不僅不會(huì)排放二氧化碳，更不會(huì)產(chǎn)生氯氣。

在這項(xiàng)研究中，RMIT團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種專門用于海水制氫的特殊催化劑——多孔N-NiMo3P。

“此前所用的催化劑昂貴且成分復(fù)雜，難以規(guī)?；a(chǎn)。而我們開(kāi)發(fā)的新型催化劑可在室溫下使用，反應(yīng)所需能量也更少。”Mahmood說(shuō)，他們通過(guò)一種簡(jiǎn)單的方法改變了催化劑內(nèi)部化學(xué)性質(zhì)，使其能夠大規(guī)模生產(chǎn)。

研究人員表示，這項(xiàng)技術(shù)有望大幅降低電解槽使用成本，達(dá)到澳大利亞政府制定的“綠色”氫氣生產(chǎn)目標(biāo)，即每公斤兩美元，因此比通過(guò)化石燃料提取氫氣更具競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了專利。研究人員計(jì)劃與行業(yè)伙伴合作，開(kāi)發(fā)出一個(gè)電解槽原型，結(jié)合一系列催化劑大量生產(chǎn)氫氣。