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科學家開發可以直接電解海水的電極

可望降低製造氫氣的複雜度與成本。

Andy Yang
2019 年 3 月 19 日, 傍晚 08:00
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靠著電解水來產生氫氣和氧氣,是我們大家在學校都做過的實驗,照道理來說也是製備氫氣最簡易的方法之一。然而事實上,因為水中的雜質會逐漸侵蝕電極,大規模生成氫氣的電解並不容易,光是準備足夠高純度的水就要花費不少成本,而且在水資源並不豐富的地區,將其挪用給氫氣生產使用,也不見得是個好方案。

史丹佛大學的研究人員們因此試著開發一種能抗拒侵蝕,特別是防氯離子的電極材料。利用鎳鐵合金的氫氧化物疊加在硫化鎳之上,再包覆於海棉狀的鎳金屬核心之外,當電解進行時,硫化鎳會形成一層帶負電的隔離層,保護內部的金屬核心。一般普通的鎳金屬陽極在海水中大約 12 小時就會被侵蝕殆盡,而新的設計則可以撐到超過 1,000 小時之久。不僅如此,新設計也允許使用更高的電流來進行電解,加快氫氣的生成速率。

這技術最有可行性的用法,是飄浮在海上的太陽能或風力自動氫氣生成站,每隔一兩個月去「收割」一次氫氣,並且更換電極就好了。雖然不是立即性的發電供電網使用,但這系統的優點是有多少陽光或風力,就生成多少氫氣,不需要考慮負載平衡的問題,而且海水直接取用就有,不用考慮原料的問題囉。

像許多這類的研究一樣,研究學者們只做到概念實證的程度,如何實際投入量產使用,還是有待製造商們來想辦法。不過,除了電極之外,其他部份都與現有的系統相仿,所以製作起來應該不會太困難才是,只是光這樣足不足夠讓電解海水變得有利可圖,還有待商榷就是了。