使用磁铁降低制氢成本

　　高中物理学告诉我们，生产氢的最简单方法是将水分解成氢和氧元素。但是这种方法需要能量(电)，因为氢和氧之间的化学键非常强。此外，如果你已经有电了，为什么不直接使用它而用来生产氢呢？水的分解——电解——本质上意味着氢只是作为能量储存，而不是能量来源。

　　然而，当一些科学家试图找到产生这种气体的替代方法时——比如利用生物质或微生物使金属与水和二氧化碳发生反应——其他人则坚持使用电解，试图通过降低能源消耗来改善这一过程。

　　印度理工学院孟买分校化学系的三位教授——Jayeeta Saha、Ranadeb Ball和Chandramouli Subramanian——正是在这样的探索中取得了成功。他们的工作已发表在《ACS可持续化学&工程》上。专家们已经证明，他们的催化剂可以在低能耗的情况下加速氢气生产。

　　在电解过程中，两个电极穿过水，电流通过电极。众所周知，铂、铑和铱等金属能加速电解，但这些金属价格昂贵，因此不受青睐。

　　印度理工学院孟买分校的研究人员用碳纳米小花做了一个电极，纳米碳结构像万寿菊一样排列，并添加了氧化钴。然后，他们通过在放置电极的实验烧杯外放置两个磁铁，用磁场来滋养电场。Subramanian告诉《量子》杂志，磁铁小于300毫特斯拉，和普通冰箱磁铁一样。

　　结果是：能源消耗减少了19%，产生的氢是没有磁场的三倍。

　　持久的效果

　　当然，这不是第一次有人尝试在电解中应用磁场来提高氢气产量。

　　Subramanian说，在过去几年里，许多研究人员重新审视了这个领域。

　　这项研究的独特之处在于，你可以在一段时间后取出磁铁，系统也会工作得很好。这意味着磁铁不必被纳入电解槽的结构中。

　　一旦你使衬底(电极)磁化，即使在磁铁被移除后，它仍会磁化一段时间——因为钴本身就是一种很好的磁性材料，即使磁场被移除，它仍然具有磁性。

　　Saha表示：“我们设计的催化剂可以延长磁化时间，关键在于开发协同碳-金属氧化物界面。”

　　如果你正在使用电磁铁，它需要电，你可以关闭电源，系统将继续运行。一次暴露磁场足以实现45分钟以上的高速制氢。这有一个明显的优势——很容易以低成本将磁铁集成到现有的设计中。该研究的另一位作者Ball说：“我们可以直接在现有的电解槽中采用改进的设置，而不改变电解槽的设计或操作模式。”

　　商业化的潜力

　　在更强的磁场中加入更多的磁铁并不会产生更多的氢气。Subramanian说，在大约250毫特斯拉时，它就会饱和。

　　所以，这个系统的本质是，通过使用磁铁，你可以减少堆栈中的单元数量。一个堆栈在没有磁场的情况下每小时能产生1立方米的氢，在有磁场的情况下能产生3倍的氢。

　　现在，研究人员正在“与一个工业伙伴密切合作”，将这一过程商业化。Subramanian说：“我们希望看到一个国产的、基于磁体的电解系统，能够以成本效益的方式提供氢气。”

　　（原文来自：氢能新闻 全球氢能网、新能源网综合）