从水中高效提取氢以捕获可再生能源的新方法
科学家们说,一种更有效地从水中提取氢的新方法可以有助于以可持续燃料的形式捕获可再生能源。
在今天发表在《自然通讯》杂志上的一篇新论文中,来自英国,葡萄牙,德国和匈牙利的大学的研究人员描述了通过层状催化剂产生脉冲电流如何使它们将使用的每毫伏电量产生的氢气量几乎增加一倍在此过程中。
电解是一个在高中学习化学的人都可能熟悉的过程,它利用电流分裂水的氢和氧原子之间的键,释放出氢气和氧气。如果用于电解过程的电流是通过可再生手段(例如风能或太阳能)产生的,则整个过程不会向大气释放额外的碳,也不会对气候变化做出任何贡献。氢气然后可以在某些形式的运输工具(如公共汽车和汽车)中用作零排放燃料源,或用于房屋取暖。
该小组的研究重点是寻找通过电催化水分解反应生产氢的更有效方法。他们发现,当施加特定模式的大电流脉冲时,被碲化钼催化剂覆盖的电极显示出电解过程中产生的氢气量增加。通过优化通过酸性电解质的电流脉冲,它们可以将制造一定量的氢所需的能量减少近50%。
格拉斯哥大学化学学院的Alexey Ganin博士领导研究小组。甘宁博士说:“目前,英国通过可再生资源满足了约三分之一的能源生产需求,而在苏格兰,这一数字约为80%。
“专家预测,我们将很快达到生产超出用电需求的可再生电力的地步。但是,由于目前发电量过剩,必须在生产时使用多余的发电量,否则将浪费掉。我们开发出一套强大的方法来存储能量供以后使用至关重要。
“电池是做到这一点的一种方法,但是氢是非常有前途的替代方法。我们的研究为从电解中更有效,更经济地生产氢提供了重要的新见解,我们热衷于寻求这一有前途的研究途径。”
由于催化增强的水平受电流控制,因此机器学习的最新进展可用于微调正确的施加电流顺序,以实现最大输出。该团队的下一个阶段是开发人工智能协议,以替代人类输入,以寻找在类似催化过程中使用的最有效的电子结构。
该论文的标题为“ MoTe2的快速电化学活化,用于氢释放反应”,发表在《自然通讯》上。
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