阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的一组研究人员已经开发出一种有效的方法,可以使用低成本的钴基催化剂代替昂贵的铂金,从而从水中分离出氢气。嗯,嗯,我们只是想知道氢燃料电池电动汽车在争夺市场份额的竞争中何时会开始领先于插电式电动汽车,然后猜测:这不会很快实现,但是阿贡的突破表明它可以迟早发生。
尽管媒体关注点已在插电式电动汽车上打开了几年(特斯拉,很多?),但由氢燃料电池驱动的电动汽车一直徘徊在阴影中。随着燃料电池及其燃料的成本稳步下降,这种情况可能会改变。
钴蓝通过Wikimedia。
为什么我们不能廉价氢(暂时)
氢是电动汽车等庞大市场的理想燃料,因为氢无处不在–在水中。问题正在变成需要大量能量的可用形式。
在模仿自然光合作用的光化学过程中,太阳可以廉价地提供这种能量,而不会给环境增加更多的碳负担(有关更多信息,请参见丹尼尔·诺塞拉的“人造叶子”)。
但是,在太阳和水之间必须有催化剂,因此一直在寻找可以有效驱动光合作用反应的低成本催化剂。
美国国家标准技术研究院(NIST)提出了一种降低成本的有前途的方法,即减少有效反应所需的铂量。
Argonne燃料电池方法是完全不同的方法,完全消除了铂,转而使用含钴化合物。
通往低成本氢的钴之路
钴的催化效率远低于铂,但也便宜得多,因此吸引了研究人员。
Argonne的作家Jared Sagoff指出,钴已被用作催化剂,但直到现在,效率角度仍然很难破解。
Argonne的研究小组通过确定将催化剂与发色团连接的新方法取得了突破,发色团是有机光敏分子。
在典型的钴催化剂中,发色团直接连接到化合物中的钴原子上,但这会导致氢生成的形式相对不稳定,最终分解。
那是因为在能量转移发生之前,许多受激电子从激发态转变为基态。
Argonne研究人员尝试了另一种形式,将发色团与钴原子周围的部分有机环相连。仍然有一些状态的丧失,但是这种反应持续了更长的时间。
顺便说一下,那只是探索的一种途径。在太平洋国家实验室,研究人员也在试验一种低成本的镍催化剂,澳大利亚的一组研究人员正在开发一种可以从海水中除去氢的塑料薄膜催化剂。
劳伦斯·利弗莫尔实验室(Lawrence Livermore Laboratory)与化学能源公司(Chemergy)合作开发了一种基于热化学的系统,用于从市政废水中压缩氢气。
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