重大突破！新技術將氨無縫轉化成氫，可直接用于燃料電池
來源：財聯社 2021-02-01
從海外媒體獲悉，據報道，西北大學的研究人員已經開發出了一種高效、環保的方法來將氨轉化為氫。該研究成果已于近日被刊登在了世界著名期刊《焦耳》上，它是實現零污染、氫燃料經濟的重要一步。
近年來，利用氨作為氫輸送載體的想法得到了廣泛的關注，因為氨比氫更容易液化，因此也更容易儲存和運輸。此前在實際操作中，利用氨來制取純凈的氫仍存在若干技術障礙，不過現在通過西北大學的新技術，障礙已被徹底掃除。
該研究報告的第一作者Sossina Haile表示，“氫燃料電池的弊端一直是缺乏用于輸送的基礎設施。運輸氫既困難又昂貴，但是一個廣泛的氨水運送系統已經存在。通過已有的氨水運輸管道，我們向世界各地輸送大量用作化肥的氨水。如果你給我們氨水，我們研發出的電化學系統就能夠在無論大小的場地內把這些氨水轉化為隨時可用于燃料電池的潔凈氫。”
具體而言，研究人員報告稱，他們能夠利用可再生能源來進行氨到氫的轉化，而不是化石燃料熱能，因為這項工藝的工作溫度（250攝氏度）比傳統方法（500-600攝氏度）要低很多。
其次，新技術產生的純氫不需要從任何未反應的氨水或其他產品中分離出來。第三，這個過程是高效的，因為所有提供給這個裝置的電流都將全部直接用于生成氫，而不會因為寄生反應而造成任何丟失。
不僅如此，這項新技術還有一個額外的優勢，那就是由于制取出來的氫是純凈的，它們可以直接進行加壓處理以便于高密度儲存，只需增加電能即可。
報告還稱，為了完成這種轉化，研究人員建造了一個獨特的帶有質子導電膜的電化學電池，并將其與氨分解催化劑結合起來。
Haile解釋稱，“氨首先與可以將其分解為氮和氫的催化劑相遇。這些氫立即被轉化為質子，然后質子經電力驅動穿過我們的電化學電池中的質子傳導膜。通過不斷地處理掉氫，我們推動這種反應進行的比原本更徹底。這就是所謂的勒夏特列原理。通過去除氨分解反應的產物之一，也就是氫，我們將推動反應不斷進行，這將遠遠超越單單依靠氨裂解催化劑所能達到的程度。”
研究人員還稱，氨分解產生的氫氣可以用于燃料電池。與傳統電池一樣，燃料電池通過將化學反應產生的能量轉化為電能。而與傳統電池不同的是，只要有燃料供應，燃料電池就能發電，永遠不會沒電。
氫是一種清潔的燃料，當它在燃料電池中消耗時，產生的副產品只有水。這與化石燃料形成鮮明對比，化石燃料產生二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等導致氣候變化的溫室氣體。
Haile預計，這項新技術可能會在交通運輸領域帶來特別大的變革。根據美國環境保護署（Environmental Protection Agency）的數據，2018年，汽車、卡車、火車、輪船、飛機和其他交通工具的人員和貨物運輸占美國溫室氣體排放的28%，超過其他任何經濟部門。
多年來，Haile和她的團隊在燃料電池領域已經取得了重大的進展。作為他們研究工作的下一步，他們正在探索以對環境友好的方式制取氨的新方法。
