美媒: 新技術可將氨無縫轉化成氫
新華社北京11月23日新媒體專電 據美國每日科學網站11月18日報道，新技術可把氨“無縫”轉化為綠色的氫。
報道稱，美國研究人員開發出瞭一種高效、環保的把氨轉化為氫的方法。《焦耳》雜志最近發表的一份報告概要介紹瞭這項新技術，該技術將是朝使以氫為燃料的零污染經濟成為可能而邁出的重要一步。
報道還稱，近年來，把氨用作運送氫的載體的設想獲得瞭支持，因為與氫相比，氨更容易液化，因而儲存和運輸起來遠為方便。這項技術突破將克服目前在利用氨制取純凈的氫方面存在的若幹障礙。
研究報告的第一作者索西娜·海爾說：“氫燃料電池的弊端一直是缺乏用於輸送的基礎設施。運輸氫既困難又昂貴，但是一個廣泛的氨水運送系統已經存在。已經有瞭運送氨水的管道。我們向世界各地輸送大量用作化肥的氨水。如果你給我們氨水，我們研發出的電化學系統就能夠在現場以任何規模把這些氨水轉化為隨時可用於燃料電池的潔凈的氫。”
據報道，海爾是西北大學麥科米克工程學院的材料學和工程學“沃爾特·P·墨菲”講席教授，此外還在應用物理和化學領域也有職務。她還是西北大學的全校范圍可持續和能源研究所的聯合主任。
報道指出，在這份研究報告中，海爾和她的研究團隊報告稱他們能夠利用可再生能源——而不是化石燃料熱能——進行從氨到氫的轉化，因為這項工藝的工作溫度（250攝氏度）比傳統方法（500-600攝氏度）低很多。其次，新技術將生成純凈的氫，從而無需與任何未反應的氨水或其他產品分離。第三，這項工藝效率高，因為施加給該裝置的所有電流都將全部直接用於生成氫，而不會因為寄生反應而造成任何丟失。一個額外的優勢是，由於制取出來的氫是純凈的，它們可以直接進行加壓處理以便於高密度儲存，這麼做隻需增加電能即可。
報道稱，為瞭實現這一轉化，研究人員利用質子導電膜構建瞭一種獨特的電化學電池，並將其與氨裂解催化劑結合到一起。
海爾說：“氨首先與可以將其分解為氮和氫的催化劑相遇。這些氫立即被轉化為質子，然後質子經電力驅動穿過我們的電化學電池中的質子傳導膜。通過不斷地處理掉氫，我們推動這種反應進行的比原本更徹底。這就是所謂的勒夏特列原理。通過去除氨裂解反應的一種產物——即氫，我們將推動反應不斷進行，直至超越單單依靠氨裂解催化劑所能達到的程度。”
報道還稱，氨裂解生成的氫隨後可用於燃料電池。與傳統電池一樣，燃料電池通過轉化化學反應產生的能量提供電力。與傳統電池不同的是，隻要存在燃料供應，燃料電池就能產生電力，永遠不會沒電。氫是一種潔凈的燃料，它們在被燃料電池消耗時隻會產生水這種唯一的副產品。這與化石燃料形成鮮明對照，化石燃料會產生造成氣候變化的溫室氣體，如二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。
報道指出，海爾預計，這項新技術在運輸部門會尤其具有變革意義。2018年，通過汽車、卡車、火車、輪船、飛機和其他交通工具進行的人員和貨物流動占瞭美國溫室氣體排放的28%——根據美國環境保護局的數據，這一比例高於其他任何經濟部門。
海爾說：“由電池提供動力的汽車很出色，但肯定還存在續航能力和材料供應的問題。在現場並以分佈方式把氨轉化為氫，將使你能夠把開到燃料補充站，為你的汽車灌註加壓氫。航空業對氫燃料電池的興趣也不斷增強，因為電池太重瞭。”
據報道，海爾和她的團隊多年來在燃料電池領域取得瞭重大研究進展。作為他們研究工作的下一步，他們正在探索以對環境友好的方式制取氨的新方法。
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