你家电热水壶用久了会有水垢,造氢的机器泡在海水里也一样——那层白花花的水垢裹住关键部件,功率再高也白搭。这事不光你家水壶头疼,全球搞“海水直接电解制氢”的顶尖实验室,被它折磨了很多年。 香港理工大学李桢团队在《自然·通讯》发了一篇硬核解法,标题看着绕,翻译过来就八个字:一边除垢,一边制氢。他们造出来的催化剂自己会释放“阻垢剂”,相当于给制氢电极装了个自动清洁系统,一口气扛了两千小时没趴窝,把商业铂碳催化剂那五十二小时的记录摁在地上摩擦。 原理不复杂。海水中钙镁离子碰到电解产生的碱性环境,立马抱团沉淀成水垢。研究团队在钌镍钼合金里嵌入了氮化钼,工作时会渗出微量铵离子——这玩意儿像带正电的巡逻队,提前把氢氧根“绑架”走,让钙镁离子找不到对象,自然没法堵住反应通道。以前的办法要么费电先碱化海水,要么涂一层易损耗的保护层,都没这么省事。 真正的巧思在钌单原子。它不光自己干活猛,还像个微型电子泵,把电荷精准灌给旁边的氧化钼,让整个催化剂表面始终保持微弱的酸性环境。这个设计让制氢的电能损耗大幅降低,效率做到了百分之九十九点五,算下来每公斤氢气的成本才1.36美元,比美国能源部设定的2美元目标低出一大截。 这项成果来自香港理工大学应用生物及化学科技学系与智慧能源研究院。他们演示的电解槽泡在维多利亚港取来的真实海水里,稳产时长超过两百五十小时,还能同时捞出高纯度氢氧化镁——就是那种能当阻燃剂卖的工业原料。一边造绿氢一边卖副产品,账算得很精明。网友如果看到这儿该问了:啥时候能给远洋货轮装上?按这个耐久度和成本曲线,说不定真快了。 科研团队所在单位: 香港理工大学应用生物及化学科技学系与智能能源研究院 韩国京畿道龙仁市器兴区德庆大路1732号庆熙大学化学工程系(整合工程专业)
