除了电解:绿色氢技术的其他令人兴奋的进展

释放氢的潜力

氢是宇宙中最丰富的元素,长期以来一直是我们能源景观的一部分。那么,为什么它现在吸引了世界上最顶尖的大脑呢?因为氢气生产的技术进步显示出使清洁、绿色的氢气成为商业上可行的能源选择的巨大希望。

由于氢实际上从来没有单独被发现过,你需要将它分离出来释放它的潜能。我们选择如何分离氢,对于释放它的力量,使我们的世界脱碳、刺激全球创新和进步至关重要。

目前,超过95%的氢气是通过化石燃料生产的,产生了温室气体排放。好消息是:经过验证的、可扩展的和商业化的替代方案可以生产零温室气体排放的氢气。可再生能源驱动的电解显然是最先进的绿色制氢方法,但还有许多其他的研究和技术发展值得关注。

这里只是其中的一些氢气世界的新兴技术。其中任何一个都可能是释放可再生氢的潜力的关键,使其成为打破化石燃料时代的核心部分,并催化一个更绿色的世界。

叶

人工光合作用/仿生叶子

当我们听到光合作用这个词的时候,我们中的大多数人都回到了七年级的科学课上。但是这个化学过程——植物将阳光、我们呼吸的空气和水转化为氧气和它们自己的食物——可以说是地球上最有效的能量流。更好的是,它可以成为我们集体能源突破的灵感。如果我们能找到一种方法来模仿自然界无处不在的光合作用过程,我们就能从阳光中产生零排放的氢燃料。

目前,从加州理工学院到密歇根大学再到哈佛大学的顶级能源研究人员都专注于寻找高效的催化剂,将阳光转化为完全清洁的能源——只需要加入空气和水。光催化劈水利用与自然界不同的光谱将水转化为氢和氧,因此效率得到了优化。

因此,科学家正在创造一种人工光合作用太阳能燃料系统,当使用纯二氧化碳时,其效率是自然光合作用的10倍。

太阳能的催化剂

就像放大镜可以点火一样,太阳能催化剂技术可以集中太阳能。这种方法使用有角度的镜子或太阳能电池板全天跟随太阳,然后将高度集中的光反射到一个带有蒸汽涡轮机的塔,利用能量分解水,产生氢和氧。

Nanogalvanic铝粉

“Nanogalvanic”听起来很有技术含量,但它只是指通过化学反应产生电力的微小物质。当水(或任何水基液体——甚至是人的唾液!)与纳米镓铝基粉末接触时,立即发生反应,将水分解成氢,不需要其他催化剂。这种新型粉末结构稳定,无毒,可扩展,易于运输。根据美国陆军研究实验室的数据,在撰写本文时,1公斤粉末可以产生4.4千瓦时的能量。按需制氢可能成为可能!

森林

生物质能转化

“生物质”是另一个不常见的词,指从林业废料(木屑)、农业作物残渣(花生壳)、工业有机废物、城市污水或动物粪便等有机材料中生产能源。生物质转化可能是一条有前途的绿色制氢途径。

这种方法将生物质转化为气体或液体,并分离氢气。更具体地说,在超过1292°F的温度下,气化过程转化生物质而不燃烧。废物被燃烧用来加热水,产生蒸汽,旋转涡轮机,驱动发电机发电。当与氧气和蒸汽结合时,反应产生一氧化碳、二氧化碳和氢气。为了提高氢气的产量,这个过程向产生的一氧化碳中加入更多的蒸汽,从而产生更多的氢气和二氧化碳。

研究人员还在研究“光重整”,本质上是将生物质和塑料垃圾转化为氢,以同时解决我们的塑料和碳危机。这包括向塑料垃圾中添加催化剂,并将其放入碱性溶液中,该溶液会产生氢气和小的有机分子。

太阳底下也许没有什么新鲜的东西,但分离我们最基本的元素——氢的创新方法,可能会成为能源上的突破,为地球上的所有生物创造一个更光明的世界。