5月24日消息， 北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种从液体载体中提取氢气的新技术，该技术比以前的方法更快、更便宜、更节能。

图片来源：北卡罗来纳州立大学

“氢被广泛视为一种可持续的交通能源，但在将其视为现有技术的实用替代品之前，需要克服一些技术障碍，”技术和北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程副教授，也是论文的通讯作者 Milad Abolhasani 说：“采用氢经济的一大障碍是储存和运输成本。”

氢燃料不会导致CO 2排放。加氢站可以位于现有的加油站，利用现有的基础设施。但是运输氢气是危险的，所以氢气需要通过液体载体运输。该策略的一个主要障碍是，在目的地站点（例如加油站）从液体载体中提取氢气既耗能又昂贵。

以前的研究表明，可以使用光催化剂仅使用阳光从液体载体中释放氢气，然而，现有的技术既费力又费时，而且需要大量的铑——一种非常昂贵的金属。

“我们开发了一种技术，该技术应用可重复使用的光催化剂和阳光，以更快地从液体载体中提取氢气，并使用更少的铑——使整个过程的成本大大降低，”北卡罗来纳州博士后研究员，该论文的第一作者、前任研究员 Malek Ibrahim 说：“更重要的是，唯一的副产品是氢气和液体载体本身，可以重复使用，是真的可持续创新。”

新技术成功的一个关键是它是一个连续流动的反应器。反应器类似于一个装满沙子的薄而透明的管子。“沙子”由微米级的二氧化钛颗粒组成，其中许多都涂有铑。载氢液体被泵入管的一端。镀铑颗粒排列在管的外部，阳光可以到达它们。这些颗粒是光反应催化剂，在阳光存在下，与液体载体反应以释放氢气分子作为气体。

研究人员对系统进行了精确设计，使得只有氧化钛的外层颗粒涂有铑，确保系统使用的铑不超过必要的量。

“在传统的间歇式反应器中，99% 的光催化剂是氧化钛，1% 是铑，”Abolhasani 说：“在我们的连续流动反应器中，我们只需要使用 0.025% 的铑，这对最终成本有很大影响。一克铑成本超过 500 美元。”

在他们的原型反应器中，研究人员能够在三小时内实现 99% 的产率——这意味着 99% 的氢分子从液体载体中释放出来。

这比传统间歇式反应器快 8 倍，后者需要 24 小时才能达到 99% 的收率，而且该系统应该易于扩展或扩展，以允许催化剂在商业规模上重复使用——您可以简单地使管更长或合并多个并行运行的管。”

在其效率降低之前，流动系统可以连续运行长达 72 小时。此时，催化剂可以在不从反应器中取出的情况下“再生”——这是一个简单的清洁过程，大约需要六个小时。然后系统可以重新启动并以全效率运行另外 72 小时。

北卡罗来纳州已为该技术申请了临时专利。

另外，该研究发表在ChemSusChem杂志上。