摘要：预计从 2024 年起，全球对氢气的需求将飙升，其作为清洁能源存储介质并为可持续航空燃料 （SAF） 和绿色钢铁所需的电化学过程提供动力的潜力是不可否认的。然而，扩大绿色氢生产的道路充满了挑战。

预计从 2024 年起，全球对氢气的需求将飙升，其作为清洁能源存储介质并为可持续航空燃料 （SAF） 和绿色钢铁所需的电化学过程提供动力的潜力是不可否认的。然而，扩大绿色氢生产的道路充满了挑战。

目前，生产绿色氢气的主要方法——电解——依赖于大量的清洁水和燃料驱动的电力，使这些关键资源紧张。鉴于世界上只有不到 3% 的淡水供应是淡水，因此用淡水扩大氢气生产既不可持续也不高效。但是，如果可以利用世界上最丰富的资源——海水来大规模生产氢气呢？

为了应对这一挑战，Vecor Technologies 与新南威尔士大学 （UNSW） 合作，推出了一种从海水中生产氢气的开创性方法。这种创新方法不仅可以提高效率，还可以显著降低与传统制氢方法相关的成本和安全风险。

创新背后的机制

这项技术的核心是一个两步过程，涉及简单的物理海水过滤，同时利用机械能和光能，在先进催化材料的帮助下促进氢气的生产。

1. 简单的物理海水过滤：

该过程从预处理开始，过滤天然海水以去除颗粒物，例如沙子、狭缝和有机碎屑。这个过程有助于去除大颗粒，这些颗粒可能会损坏或堵塞用于析氢的设备。

此外，太阳能电池板和太阳能聚光器可用于有效捕获阳光并将其转化为电能。然后，这些能量可以储存在电池中，确保系统即使在夜间也能继续运行。

2. 海水分解：

过滤后的海水被泵入一个专门的储罐中，在那里发生核心氢气。在这里，有缺陷的钛酸钡 （R-BTO） 是一种独特的专利催化剂，在将水分子分解成纯氢 （H₂） 而不产生氧气 （O₂） 和氯 （Cl₂） 方面发挥着关键作用。这种方法的区别在于利用超声波设备和人造太阳光产生的机械力，提供激活催化反应所需的能量。

3. 高效制氢：

目前利用海水制氢的技术需要使用昂贵的膜从海水中分离溶解离子，并在发生分裂之前生产纯水。

利用 Vecor 为该领域的研究和产品开发建立的专用研究实验室，Sorrell 教授、Yue 江 博士、Pramod Koshy 副教授和 Sajjad Mofarah 博士开发了用于海水分解的新型催化材料。 由于 R-BTO 催化剂与阳光和振动相互作用，它可以有效地将海水分解成纯氢。在此过程中，催化剂不会被消耗;相反，它可以多次重复使用，从而增加工业应用的潜力。

4. 技术比较 ：

江博士说，海水分解研究的主要抑制因素之一是可能形成氯气作为副产品。

“这种气体具有剧毒和腐蚀性，但我们已经能够设计我们的材料和工艺，使海水分解而不会产生氯，”他说。

Koshy 副教授对此表示同意，并补充说，水分解研究面临的另一个问题是氧气的产生。

“氧气与氢气形成爆炸性混合物，必须在使用燃料之前将其与氢气分离，”他解释说。“我们已经能够设计我们的催化剂，从而完全避免氧气的产生，提供更安全的生产方式，并避免进一步分离的需要。”

与传统方法相比，这种创新的海水制氢技术具有显著优势，无需昂贵的海水淡化，从而降低了运营成本并简化了生产。与传统电解相比，其过程结合了阳光和振动，可产生多种初级可持续能源潜力。此外，它通过完全避免有毒气体的产生来提高安全性，使过程更安全、更高效。

Vecor 的清洁氢气生产愿景

Vecor 的目标是开发所需的材料和工艺，以促进本地化和可拆卸系统，仅使用清洁和可再生的方法将海水分解成氢气。

– 首席执行官 Mark Ramsey 说，他向清洁和可再生能源领域的扩张得到了回收和清洁能源开拓者的支持。

“鉴于澳大利亚承诺到 2050 年实现净零排放，以及 IRENA 2022 年世界能源转型展望估计，氢将占总能源消耗的 12%，我们有信心绿色氢生产将有一个强大的市场，”Sorrell 教授说。

合作努力

“Vecor 与新南威尔士大学的研究商业化工作专注于为 21 世纪的环境、能源和经济挑战提供实用、真实的解决方案，”Ramsey 先生说，他还与该大学合作开展新型可充电电池材料和废料利用的项目。

TRaCE 正在支持该项目，以帮助其快速进入商业化阶段，旨在对清洁能源领域产生真正的影响，并满足对绿色能源日益增长的需求。

来源：陈讲运清洁能源