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澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研究人員日前研發(fā)出一種更便宜、更節(jié)能的海水制氫方法，可直接將海水分解成氫氣和氧氣，而無須脫鹽。新工藝跳過了海水淡化步驟，從而減少了相關(guān)成本、能源消耗和二氧化碳排放。

長期以來，氫被認(rèn)為是解決能源問題的關(guān)鍵，特別是能夠幫助制造業(yè)、航空業(yè)和航運業(yè)等行業(yè)實現(xiàn)脫碳。

目前，大部分的氫都來自化石燃料，化石燃料制氫每年可產(chǎn)生約8.3億噸二氧化碳，相當(dāng)于英國和印度尼西亞二氧化碳年排放量的總和。電解水制氫工藝成本較高，與化石燃料制氫相比尚不具備成本競爭力，綠氫在全球氫能總產(chǎn)量中的產(chǎn)比僅為1%。電解水制氫不僅需要消耗大量能源，還需要消耗大量淡水或淡化水，生產(chǎn)一公斤氫大約需要9升淡水，而且電解槽使用催化劑也較為昂貴。

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)副校長級高級研究員納西爾·馬哈茂德說：“對于許多難以輕易轉(zhuǎn)換為可再生能源的行業(yè)來說，氫是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。但要實現(xiàn)真正的可持續(xù)發(fā)展，所使用的氫能整個生產(chǎn)周期都必須100%無碳，而且不能破壞世界寶貴的淡水資源。我們研發(fā)的海水制氫方法簡單且易于推廣，比目前市場上其他生產(chǎn)綠氫的方法更具成本效益。希望這一技術(shù)可以推動澳大利亞建立起蓬勃的綠氫工業(yè)。”

電解水制氫使用電解槽，通過電流將水分解成氫氣和氧氣。電解槽使用的催化劑十分昂貴，需要消耗大量的能源和水，還會產(chǎn)生有毒的氯氣。

“海水制氫的最大障礙是氯氣。氯氣可以作為副產(chǎn)品伴生。假設(shè)我們使用海水制氫來滿足全球的氫能需求，那么每年將生產(chǎn)出2.4億噸氯氣，這相當(dāng)于全球氯氣總需求量的3~4倍。用這樣的制氫方式來取代化石燃料制氫是沒有意義的，因為它可能會以不同的方式破壞我們的環(huán)境。但是我們研發(fā)的制氫工藝不僅不產(chǎn)生二氧化碳，也不產(chǎn)生氯氣。”馬哈茂德說。

研究人員使用了一種高效、穩(wěn)定的催化劑，專門用于海水制氫。他們通過一種簡單的方法改變了催化劑的內(nèi)部化學(xué)性質(zhì)，使其容易大規(guī)模生產(chǎn)，從而大幅降低了催化劑的成本。這種新型催化劑使用時所需的能量很少，并且可以在室溫下使用。雖然此前已有科學(xué)家研發(fā)出用于海水制氫的其他催化劑，但它們很復(fù)雜，難以規(guī)模化生產(chǎn)。

這項技術(shù)有望大幅降低電解水制氫的成本，足以滿足澳大利亞政府的綠氫生產(chǎn)目標(biāo)，可以將綠氫成本降低到2澳元（約合人民幣9元）/公斤。

研究人員已為相關(guān)技術(shù)申請了專利，并計劃開發(fā)一個電解槽原型。 

原標(biāo)題：澳大利亞研究人員開發(fā)無須脫鹽的海水制氫方法