氢是最理想的清洁燃料,它可以由越来越容易、越来越丰富的太阳能光伏电力来分解水来产生(电解过程),受控方式燃烧后产生的副产品仅仅是对我们有利用价值的水,零排放没有任何对空气环境的不良影响。如何存储氢气是新清洁能源工作者的重大技术课题之一。德国莱布尼茨催化研究所的研究人员已为此找到了一个相对简单的解决方案,可以解决氢气作为燃料储存和运输的巨大挑战。刚刚发表在美国化学学会中央科学的一篇论文中,研究人员与大家分享了一种在固体盐中储存氢的方法。
如何储存氢燃料?
氢气是一种高度易燃气体,处理大量氢气非常麻烦。作为燃料,它还需要运输到将来将要建立的加油站。因此,研究人员试图像对待天然气一样将其液化。
将氢气转化为液态需要负423华氏度(-253)的超低温oC),根据美国能源部的网站。此外,它还需要使用能够处理高压的容器,所有这些都增加了使用燃料的成本,使其更加昂贵且对市场不利。
另一种选择是将氢储存在固体盐中。这种方法的最大优点是该过程是可逆的,这意味着盐可以再次重复使用以储存更多的氢气,使其成为循环过程。然而,该方法的缺点是它使用贵金属作为催化剂,并且该过程会导致二氧化碳的产生。
莱布尼茨催化研究所的研究人员研究了这个问题,并开发了一种使用碳酸盐和碳酸氢盐的能量储存和释放系统,同时还使用金属锰,这种锰更广泛可用。
研究人员发现,通过将碳酸氢盐和氢气转化为甲酸盐 - 甲酸的盐在锰作为催化剂存在下与钾一起最有效。
有趣的是,赖氨酸是一种氨基酸,是生物系统中蛋白质的一种成分,它也充当了反应的促进剂,并致力于捕获二氧化碳并防止其释放。该工艺的反应温度保持在200华氏度(93oC),它比沸腾的一锅水更热。
他们的研究结果表明,经过五个循环,该方法给出了80%的高氢产量。更重要的是,释放的氢气纯度为99%,为其在商业应用中的使用铺平了道路。当在工艺中使用谷氨酸时,氢的回收率增加到94%。
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