氢气燃烧热值高,约是煤的4倍,被视为理想的清洁燃料。我国氢能的利用还处于起步阶段,2022年中国各能源一次性消费占比如图1所示。
分解海水制氢被认为是最可行的清洁制氢技术,主要有以下两种研究方向。
光解水:在太阳光驱动下催化水发生分解反应。虽然这项技术操作简单,能耗低,无二次污染,但因光腐蚀,能量转换效率低等问题,目前并未实际投入生产。研究发现使用氮化铟镓/氮化镓作为催化剂进行光解水可以提高制氢效率。不同温度下使用该催化剂分解水的速率如图2所示。
电解水:利用电能将水分解。海水中成分复杂,电解时易对电极等材料造成腐蚀或生成不需要的副产物。针对上述问题,我国科学家研制了全球首套海上制氢平台,该平台将海水中的水以水汽的形式跨膜转移,实现了海水中的杂质完全分离。分解海水所需电能完全来自于风能和太阳能,向世界展示零碳能源的中国方案。
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