愛達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)制氫技術(shù)

 據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道：愛達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員發(fā)表的一篇新論文，概述了更有效的制取工業(yè)氫的方法。在論文中，Dong Ding博士及其同事詳細(xì)介紹了氫氣的生產(chǎn)方法，氫氣如何用于煉油，石油化工制造以及作為環(huán)保型運(yùn)輸燃料。

 研究人員在比以前更低的溫度下生產(chǎn)高性能電化學(xué)氫氣。這得益于愛達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)關(guān)鍵的進(jìn)步：研究人員使用了陶瓷蒸汽電極，這種電極可以從前驅(qū)體自行生長(zhǎng)。

 在Advanced Science（DOI：10.1002 / advs.201800360）發(fā)表的一篇論文中，研究人員報(bào)道了具有新型3D結(jié)構(gòu)的質(zhì)子傳導(dǎo)固體氧化物電解電池（P-SOEC）的設(shè)計(jì)，制造和表征。研究人員將其稱為組裝蒸汽電極，操作溫度為600℃。它們?cè)跍y(cè)試期間連續(xù)幾天以高持續(xù)速率產(chǎn)生氫氣。

 P-SOEC具有多孔蒸汽電極，氫電極和質(zhì)子傳導(dǎo)電解質(zhì)。當(dāng)施加電壓時(shí)，蒸汽穿過多孔蒸汽電極并在電解質(zhì)邊界處變成氧氣和氫氣。由于氣體攜帶不同的電荷，兩種氣體分開并在它們各自的電極處收集。

 因此，多孔蒸汽電極的構(gòu)造是至關(guān)重要的，這就是研究人員采用創(chuàng)新方法制造它的原因。他們開始使用編織紡織品模板，將其放入含有他們想要使用的元素的前體溶液中，然后將其燒制以去除織物并留下陶瓷。

 他們將陶瓷織物放入電極中，研究人員注意到在操作過程中，在織物的股線之間發(fā)生了橋接。根據(jù)這項(xiàng)工作的主要貢獻(xiàn)者Wei Wu博士的說法，這個(gè)過程應(yīng)該改善了電極的質(zhì)量，提高了電荷轉(zhuǎn)移能力以及電極的穩(wěn)定性。

 電極和質(zhì)子傳導(dǎo)的使用使得氫氣可以在600℃的環(huán)境中產(chǎn)生。這比傳統(tǒng)的高溫蒸汽電解方法的低了幾百度。較低的溫度使得電極在氫生產(chǎn)過程更耐用，并且在電解槽中還需要更少的昂貴的耐熱材料。