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一種從乙醇和水中生產(chǎn)氫氣的新型節(jié)能方法有可能使清潔氫燃料成為汽油為汽車提供動力的更可行的替代品。

華盛頓州立大學的研究人員在一種新的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中使用乙醇和水混合物以及少量電力來生產(chǎn)純壓縮氫。這項創(chuàng)新意味著氫氣可以在加油站現(xiàn)場制造，因此只需要運輸乙醇溶液。這是消除運輸高壓氫氣需求的重要一步，高壓氫氣一直是其用作清潔能源燃料的主要絆腳石。

Gene和Linda Voiland化學工程和生物工程學院教授、《應(yīng)用催化A》雜志上發(fā)表的論文的相應(yīng)作者Su Ha說，這是一種思考如何生產(chǎn)氫氣的新方式。如果有足夠的資源，我認為它很有可能在不久的將來對氫經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。

使用氫氣作為汽車燃料是一種有前途但尚未實現(xiàn)的清潔能源。與電動汽車一樣，氫燃料電池驅(qū)動的汽車不會排放任何有害的二氧化碳。與電動汽車不同，它在氫氣加油站可以在幾分鐘內(nèi)裝滿氫氣。

然而，盡管氫技術(shù)很有希望，但在油箱中儲存和運輸高壓氫氣帶來了重大的經(jīng)濟和安全挑戰(zhàn)。由于這些挑戰(zhàn)，美國幾乎沒有氫氣基礎(chǔ)設(shè)施，該技術(shù)的市場滲透率非常低。

在工作中，WSU研究人員創(chuàng)建了一個帶有陽極和陰極的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。當他們用催化劑將少量電力注入乙醇和水混合物時，他們能夠電化學地產(chǎn)生純壓縮氫。反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳以液體形式捕獲。

轉(zhuǎn)換方法不必運輸危險的氫氣，而是意味著可以使用現(xiàn)有的乙醇運輸基礎(chǔ)設(shè)施，壓縮氫氣可以在加油站輕松安全地按需制造。

Ha說，我們已經(jīng)在每個加油站使用含乙醇汽油。“您可以想象，使用我們現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，乙醇水混合物可以輕松輸送到當?shù)氐募佑驼?，然后使用我們的技術(shù)，您可以生產(chǎn)準備泵入氫燃料電池汽車的氫氣。我們根本不需要擔心氫氣儲存或運輸。”

該團隊開發(fā)的電化學系統(tǒng)使用不到純水分裂的一半電力，這是研究人員研究的另一種脫碳氫生產(chǎn)方法。研究人員沒有在后期努力壓縮氫氣，而是通過壓縮液態(tài)乙醇混合物來消耗更少的能量，從而直接產(chǎn)生已經(jīng)壓縮的氫氣。

該論文的聯(lián)合作者、研究生Wei-Jyun Wang說，乙醇在水中的存在改變了化學成分。我們實際上可以在比純水電解通常需要的低得多的電壓下進行反應(yīng)。

他們的系統(tǒng)也不需要像其他水分裂方法那樣昂貴的膜。然后，電化學反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣就可以使用了。

Voiland School博士后研究員、論文的主要作者之一Jamie Kee說，一個提供水電解低電能成本替代品并能有效捕獲二氧化碳同時產(chǎn)生壓縮氫氣的過程可能會對氫經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。這真的很令人興奮，因為有很多方面有助于改進氫氣的生產(chǎn)方法。

研究人員正在努力推廣該技術(shù)，并持續(xù)運營。他們還在努力利用液體中捕獲的二氧化碳。

這項工作由天然氣技術(shù)研究所和美國能源部的RAPID制造研究所資助。 

原標題：氫氣生產(chǎn)方法開辟了清潔能源的可能性