小的钌颗粒和用于水电解的太阳能系统可以更有效、更便宜地生产绿色氢。

这一发现的联合小组的研究人员开发了一种新方法，保证了比目前已知的电能转换方法更高的效率。

通过使用钌，印度理工学院和BeDimensional的研究人员提高了碱性电解槽的效率，这项技术因其坚固耐用而使用了几十年。

意大利理工学院(IIT)和衍生公司BeDimensional联合开发的一项研究，确定了一种基于钌粒子和太阳能电解系统的解决方案。

小的钌颗粒和用于水电解的太阳能系统可以更有效、更便宜地生产绿色氢。

这项技术是在联合实验室的活动背景下开发的，最近发表在两本高影响因子期刊(《自然通讯》和《美国化学学会杂志》)上，该技术基于一种新的电催化剂家族，其可以在工业规模上降低绿色氢生产的成本。

图片来源:iit - instituto Italiano di technologia。

IIT和BeDimensional的研究人员使用钌纳米颗粒作为电解槽阴极的活性相，从而提高了整个电解槽的效率。钌是一种贵金属，其化学性质与铂相似，但价格便宜得多。

氢被认为是一种可持续的能源载体，是化石燃料的替代品。但就环境影响而言，并非所有的氢都是一样的。事实上，目前生产氢气的主要方式是通过甲烷蒸汽重整，这是一种基于化石燃料的过程，释放出二氧化碳作为副产品。这一过程产生的氢气分为“灰色”(二氧化碳被释放到大气中)和“蓝色”(二氧化碳被捕获和地质储存)。

为了在2050年之前将排放显著减少到零，这些过程必须被更具环境可持续性的过程所取代，这些过程可以提供“绿色”(即净零排放)氢气。“绿色”氢的成本主要取决于将水分子分解成氢和氧的装置(电解槽)的能源效率。

这一发现的联合团队的研究人员开发了一种新方法，保证了比目前已知的方法更高的效率，将电能(用于分裂水分子的能量偏差)转化为储存在产生的氢分子中的化学能。该团队开发了一种催化剂的概念，并使用了可再生能源，例如太阳能电池板产生的电能。

来自热那亚IIT纳米化学小组的Yong Zuo和Michele Ferri指出:“在我们的研究中，我们已经展示了如何将一项强大的、发达的技术的效率最大化，尽管初始投资略高于标准电解槽所需的投资。这是因为我们使用了一种贵金属，比如钌。”

研究人员使用了钌纳米粒子，钌是一种贵金属，化学性质与铂相似，但价格要便宜得多。钌纳米颗粒作为电解槽阴极的活性相，从而提高了整个电解槽的效率。

BeDimensional的商业专家Sebastiano Bellani和Marilena Zappia解释说:“我们在工业条件下进行了电化学分析和测试，这使我们能够评估材料的催化活性。此外，理论模拟使我们能够在分子水平上理解钌纳米颗粒的催化行为;换句话说，水在它们表面分裂的机制。将实验数据与其他工艺参数相结合，我们进行了技术经济分析，证明了与最先进的电解槽相比，该技术具有竞争力。”

钌是一种贵金属，作为铂开采的副产品，可以少量获得(每年30吨，而铂的年产量为200吨)，但成本较低(每克18.5美元，而铂的年产量为30美元)。这项新技术每千瓦只使用40毫克的钌，与质子交换膜电解槽广泛使用铂(每千瓦高达1克)和铱(每千瓦1至2.5克，铱的价格约为每克150美元)形成鲜明对比。

通过使用钌，印度理工学院和BeDimensional的研究人员提高了碱性电解槽的效率，这项技术因其坚固耐用而使用了几十年。例如，1969年将人类送上月球的阿波罗11号太空舱就搭载了这项技术。研制的新型碱性电解槽钌基阴极效率高，使用寿命长，可降低绿色氢的生产成本。

研究人员总结道:“在未来，我们计划将这项技术和其他技术，如基于可持续二维材料的纳米结构催化剂，应用于由可再生能源(包括光伏板产生的电力)供电的大规模电解槽中。”

以上关于每能量单位的氢产量没有太多的讨论展示。在这个领域所付出的代价可能不会成为一个问题，直到更远的时候。

真正有趣的是第三段的成本比较。钌的产量几乎是铂金的七倍，而价格不到铂金的两倍。这是一个值得记住的信息。

让我们假设这项技术已经为市场做好了准备。每年30公吨的供应量并不大。但每千瓦只使用40毫克的钌与每千瓦使用1克的铂对比，这将是一个巨大的突破。相对比于使用铱作为催化剂产氢的数量简直令人震惊，但大家还想知道钌的来源，但上述均未提及。