《科学焦点》杂志记录,根据来源可将制氢大致分为三种:灰氢、蓝氢和绿氢。
氢气是制造氢气的早期启蒙阶段,指用碳基能源(如石油、煤)制取氢气,可以大致理解为工业产氢,由于单一装置规模较大,很难实现较为经济的碳捕获,因此仍会排放大量温室气体。
蓝色氢气是制造氢气的中期过渡阶段,指以碳基能源为原料,将生产过程中释放的二氧化碳捕获,并对其进行封存,从而大大降低温室气体的排放量。
用可再生能源、核能电解水制取制氢,实现全过程100%绿色,是制造氢气的终极目标,为进一步深入脱碳终端行业奠定基础。
灰色的氢气和蓝色的氢气都是通过矿物燃料制氢,绿氢是由可再生能源(例如太阳能)制造的。
该工艺对环境的污染程度由灰氢向绿氢依次递减,绿色氢气完全无碳排放。
“绿氢化”是科学家们研究的最终目标,而现在离这个目标还很远。因此,《科学焦点》杂志科学家们把注意力集中在清洁氢气上。
制造洁净氢气时,释放出的温室气体很少,环境保护程度与绿氢相当。
氢清洁剂已成为科学家研究的热点,也有发展的趋势。但是生产清洁的氢气一直都是困难的,幸运的是,得克萨斯大学奥斯丁分校的研究者已经解决了一个主要的障碍。
这个突破的关键是在硅厚二氧化硅层形成导电通道,从而降低了成本,大幅提高了生产效率。
为达到这一目标,研究人员采用了一项特殊技术,该技术首先用于制造半导体电子芯片。
纳米级的铝尖峰阵列(arraysofnanoscale"spikes"ofaluminum",是一种全桥接二氧化硅层的铝片,它是在二氧化硅层上形成的。
本装置能有效地氧化水中的水分子产生氧分子,同时在单独的电极上生成氢,从长期运行看,本装置具有良好的稳定性。
因为制造这些设备的技术一般是用来制造半导体电子产品,所以有利于大规模生产。
未来,研究小组将通过提高反应速度来改进优化装置。
现在,这个研究小组为这种技术提出了一项暂时性的专利申请。
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