革命性成果：海水直接變氫氣！澳洲神奇催化劑制氫1公斤僅需2澳元

海水直接變氫氣！是的，你沒有看錯，最近澳大利亞皇家墨爾本理工大學的研究人員開發出了一種神奇的催化劑，可以在海水中直接制取氫氣，預計每公斤成本僅2澳元（約合40元新台幣），遠低于目前化石燃料制氫的成本。

氫氣是一種清潔的能源載體，可用于交通、工業、建筑、電力等多個領域，甚至燒水、做飯、取暖等也不在話下，有助于我們實現低碳經濟和應對氣候變化。
然而，現在世界上絕大部分氫氣都是通過化石燃料轉化制造的，每年要排放8.3億噸二氧化碳，導致環境的巨大污染。
現在的「綠色」氫氣也不綠色，需要通過電解淡水來制造，價格非常昂貴，在商業上幾乎不可取，僅占全球氫氣總產量的1%。
因此，尋找一種可持續、低成本、高效率的制氫方法是當務之急。

海洋占地球表面的71%，科學家們一直希望利用海水來制造氫氣，但海水中含有大量鹽分和雜質，如鈉、鎂、鈣、鉀、氯、硫酸根等，這些物質會干擾海水電解制氫的過程，導致催化劑失活、電極腐蝕、隔膜堵塞等問題，甚至釋放有毒的氯氣。
所以海水制氫最大的痛點就是找到一種特殊的催化劑，既能有效催化水分解反應，又能抵抗海水中的腐蝕和污染，還要絕對便宜以降低成本。
墨爾本理工大學的研究人員開發的就是這樣一種神奇的催化劑：多孔N-NiMo3P納米片。
這種片材基面存在大的均勻孔隙，催化活性更高，并能確保更快的傳質，室溫下就可以有效地催化海水電解反應，直接將海水分解成氫氣和氧氣，而無需進行脫鹽處理。
最關鍵的是，使用這種片材，氫析出反應和氧析出反應的過電位和總電壓都很低，這意味著催化效率很高，消耗的電能很少。
最最關鍵的是，這種催化劑可以催化完全水分解，也就是把水完全分解成氫氣和氧氣。

實驗中研究人員使用N-NiMo3P納米片催化劑，在1摩爾濃度的氫氧化鉀和海水中，分別以1.52和1.55伏特的電池電壓實現了完全水分解，并達到了10毫安/平方厘米的電流密度。
研究人員稱，這項技術不僅簡單、可擴展，而且比目前市場上任何「綠色」制氫方法都更具成本效益，預計每公斤氫氣的成本只有2澳元。
這是一個什麼概念呢？氫氣的能量密度是所有化石燃料中最高的，為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，每公斤氫燃燒產生的熱能為142.4MJ，而石油、煤炭、天然氣分別是44MJ、29MJ、50MJ。
最最最關鍵的是，氫氣燃燒的產物只有水，不會產生任何污染物，對環境和人體都沒有危害，可以說是對化石燃料的全面碾壓。

這意味著我們如果能夠利用海水來制造氫氣，就可以擺脫對化石能源的依賴，實現低碳經濟和應對氣候變化。
這項技術有望為綠色能源產業帶來革命性的變化，目前，該研究團隊已經申請了技術專利，并計劃開發一個電解槽原型，以大規模生產氫氣。
這項技術的原理和細節，你可以在附錄的論文中找到。如果你對海水制氫感興趣，不妨閱讀一下，了解一下這種神奇的催化劑是如何工作的。
也許在未來的某一天，你的汽車、飛機和家用電器，可能就都是用海水（制氫）來驅動的了，我們所有人都可以享受清潔、低碳、高效能源帶來的便捷，以及藍天白云和如沐春風的大自然。


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