声音振动涡轮增压绿色制氢

墨尔本的工程师利用声波通过电解分解水，将绿色氢气的产量提高了14倍。他们表示，他们的发明提供了一种很有前途的方法，可以为交通运输和其他行业提供充足的廉价氢燃料供应，这可以从根本上减少碳排放并帮助应对气候变化。

通过在电解过程中使用高频振动来“分而治之”单个水分子，与标准电解技术相比，该团队成功地分裂了水分子，释放出多14倍的氢气。

电解涉及电流通过两个电极的水，将水分子分解成氧气和氢气，这些气体以气泡的形式出现。该过程产生绿色氢气，由于需要高能量，这仅占全球氢气产量的一小部分。

大多数氢气是通过分裂天然气(称为蓝氢)产生的，它会向大气排放温室气体。

领导这项工作的皇家墨尔本理工大学副教授AmgadRezk表示，该团队的创新解决了绿色制氢的巨大挑战。

“电解的主要挑战之一是使用的电极材料成本高，例如铂或铱，”皇家墨尔本理工大学工程学院的Rezk说。

“声波使得从水中提取氢气变得更加容易，它消除了使用腐蚀性电解质和昂贵的电极(如铂或铱)的需要。

“由于水不是腐蚀性电解质，我们可以使用更便宜的电极材料，例如银。”

Rezk说，使用低成本电极材料和避免使用高腐蚀性电解质的能力是降低绿色氢生产成本的游戏规则改变者。

该研究发表在AdvancedEnergyMaterials上。已提交澳大利亚临时专利申请以保护新技术。

第一作者YemimaEhrnst表示，声波还阻止了电极上氢气和氧气气泡的积聚，从而大大提高了其导电性和稳定性。

“用于电解的电极材料会受到氢气和氧气积聚的影响，形成一个气体层，使电极的活性最小化并显着降低其性能，”博士Ehrnst说。RMIT工程学院研究员。

作为他们实验的一部分，该团队测量了在有和没有来自电输出的声波的情况下通过电解产生的氢气量。

“对于给定的输入电压，声波电解的电输出比没有声波的电解高约14倍。这相当于产生的氢气量，”Ehrnst说。

团队工作的潜在应用

首席高级研究人员之一、杰出教授LeslieYeo表示，该团队的突破为将这种新的声学平台用于其他应用打开了大门，特别是在电极上的气泡堆积是一个挑战的情况下。

RMIT工程学院的Yeo表示：“我们抑制气泡在电极上堆积并通过高频振动快速去除气泡的能力代表了电极导电性和稳定性的重大进步。”

“通过我们的方法，我们有可能提高转换效率，从而实现27%的净正节能。”

下一步

虽然创新前景广阔，但团队需要克服挑战，将声波创新与现有电解槽相结合，以扩大工作规模。

“我们热衷于与行业合作伙伴合作，以提升和补充他们现有的电解槽技术，并整合到现有的流程和系统中，”Yeo说。

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