在比以前更低的温度下生产高性能电化学氢气

由于爱达荷州国家实验室研究人员发表的一篇新论文中概述的研究结果，工业氢更接近于更有效地生产。在论文中，董鼎博士及其同事详细介绍了氢气的生产进展，氢气用于炼油，石油化工制造以及作为环保型运输燃料。

研究人员证明了在比以前更低的温度下生产高性能电化学氢气。这是由于一个关键的进步：陶瓷蒸汽电极，从编织垫自组装。

“我们发明了一种可自由扩展的3D自组装蒸汽电极，”丁说。“超高孔隙率和3D结构可以使质量/电荷转移更好，因此性能更好。”

在AdvancedScience杂志发表的一篇论文中，研究人员报道了高效质子传导固体氧化物电解电池(P-SOEC)的设计，制造和表征，以及新型3D自组装蒸汽电极。电池在600℃以下操作。它们在测试期间连续几天以高持续速率产生氢气。

氢是一种环保燃料，部分原因是当它燃烧时，结果就是水。然而，纯氢没有方便的合适天然来源。今天，通过蒸汽重整(或“裂化”)烃，例如天然气，获得氢。然而，这一过程需要化石燃料并产生碳副产品，这使其不太适合可持续生产。

相反，蒸汽电解仅需要水和电来分解水分子，从而产生氢气和氧气。电力可以来自任何来源，包括风能，太阳能，核能和其他无排放源。能够在尽可能低的温度下有效地进行电解，使所需的能量最小化。

P-SOEC具有多孔蒸汽电极，氢电极和质子传导电解质。当施加电压时，蒸汽穿过多孔蒸汽电极并在电解质边界处变成氧气和氢气。由于不同的电荷，两种气体分开并在它们各自的电极处收集。

因此，多孔蒸汽电极的构造是至关重要的，这就是研究人员采用创新方法制造它的原因。他们从编织纺织品模板开始，将其放入含有他们想要使用的元素的前体溶液中，然后将其烧制以除去织物并留下陶瓷。结果是原始纺织品的陶瓷版本。

他们将陶瓷织物放入电极中，并注意到在操作中，在股线之间发生了桥接。根据这项工作的主要贡献者WeiWu博士的说法，这应该改善质量和电荷转移以及电极的稳定性。

电极和质子传导的使用使得高于600℃的氢气产生。这比传统的高温蒸汽电解方法的情况冷却了几百度。较低的温度使得氢生产过程更耐用，并且在电解槽中还需要更少的昂贵的耐热材料。

尽管氢已经被用于为车辆，能量存储和便携式能源提供动力，但这种方法可以为大批量生产提供更有效的替代方案。