再生能源制氢除了技术待突破、须提高效率外,其实还有一大难题,便是大量的淡水需求,一公斤的氢就需要九公升的纯水,对于水资源本就匮乏的区域来说,绿氢备受挑战,但现在澳洲、中国与美国团队携手,只要用一般的电解槽跟酸性层,即可以近100%效率分解海水制氢。
澳洲阿德莱德大学、中国天津大学和南开大学以及美国肯特州立大学团队的新研究,声称只要用便宜的酸性层搭配电解槽,只需要清理过滤层,不需要任何预处理就能电解海水。团队表示,典型的电解槽催化剂多由氧化钴制成,表面带有氧化铬,但海水的氯离子会严重侵蚀并破坏催化剂,镁离子和钙离子型成的沉淀物会也会在电极上累计并阻塞。
但团队提出的解决方案基于酸碱电子理论(Lewis acid),增加酸层可以从海水捕捉带负电的羟基阴离子,催化剂周围打造pH值14的强碱环境,阻止氯化物侵蚀催化剂,也不会在电极上形成沉淀物。
阿德莱德大学化工教授Shizhang Qiao表示,团队通过一般的海水、商用电解槽、普通的催化剂,以近100%的效率分解出氧气和氢气;阿德莱德大学化工副教授Yau Zheng更补充,新型设计的性能,已经很接近依靠铂/铱催化剂的淡水电解设备。
近几年来许多国家为了重型运输、工业、钢铁业等转型目标,逐渐重视氢能与再生能源氢能发展,但也因为电解水制氢需要大量淡水资源,恐会挤压到原有的用水资源,预计到2025年,已经影响世界三分之二人口的水资源短缺问题,将变得更糟。
但是如果可以使用海水大量制造绿氢,那么对于燃料电池中还是工业燃烧过程,为一大喜讯,团队表示,他们正在努力扩大商业规模电解槽的系统,并寻找工业合作伙伴一同投入生产。