氢气在地球上拥有丰富的储备同时氢气也是最为环保的能源之一,所以科学家对氢气无疑是比较热衷的,不过氢气的收集比较麻烦,而近日韩国科学家成功的研发出新型的Hybrid-SOEC固态电解槽能够有效的提高氢气的收集率。
底层原理,依然是通过电流将水分子电解成氢气和氧气并收集起来。不同的是,这套 Hybrid-SOEC 系统在电极和电解质上加以了改进 —— 都换成了固态的!
与液体电解质系统相比,它拥有多项优势。首先,液体需要定期填充补满;其次,随着时间的推移,液体会侵蚀系统的其它部分。
此外,固态电解装置可以在高温下运行。这意味着新系统更加节能,因为它可以将热量转化为电解所需的能量。
研究人员在两套主设计中使用了不同的电解质,其中一个只允许氧离子通过,另一个则只允许氢离子通过。但无论怎样,这种“单行道”都限制了装置可产生氢气的总量。
有鉴于此,他们开发出了全新的 Hybrid-SOEC 系统,即借助一种混合离子导体、来同时传输负氧离子和带电荷的氢离子(质子),从而充分利用了固态电解槽的所有优点、提升了制氢的效率。
Hybrid-SOEC 采用了由层状钙钛矿物制作的混合离子导体和电极,在 1.5V 的电压和 700 ℃(1292 ℉)的温度下,每小时可生产 1.9 升(0.5 加仑)的氢气,效率是现有系统的四倍以上。
有关这项研究的详情,已经发表在了近日出版的《纳米能源》(Nano Energy)期刊上。(原标题为:《Hybrid-solid oxide electrolysis cell: A new strategy for efficient hydrogen production》)