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(xué)的研究人員開發(fā)出了一種神奇的催化劑，可以在海水中直接制取氫氣，預(yù)計每公斤成本僅2澳元（約合10元人民幣），遠(yuǎn)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(yè)、建筑、電力等多個領(lǐng)域，甚至燒水、做飯、取暖等也不在話下，有助于我們實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和應(yīng)對氣候變化。

然而，現(xiàn)在世界上絕大部分氫氣都是通過化石燃料轉(zhuǎn)化制造的，每年要排放8.3億噸二氧化碳，導(dǎo)致環(huán)境的巨大污染。

現(xiàn)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(yè)上幾乎不可取，僅占全球氫氣總產(chǎn)量的1%。

因此，尋找一種可持續(xù)、低成本、高效率的制氫方法是當(dāng)務(wù)之急。

海洋占地球表面的71%，科學(xué)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(zhì)，如鈉、鎂、鈣、鉀、氯、硫酸根等，這些物質(zhì)會干擾海水電解制氫的過程，導(dǎo)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(yīng)，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(xué)的研究人員開發(fā)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(zhì)，室溫下就可以有效地催化海水電解反應(yīng)，直接將海水分解成氫氣和氧氣，而無需進行脫鹽處理。

最關(guān)鍵的是，使用這種片材，氫析出反應(yīng)和氧析出反應(yīng)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(guān)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(xiàn)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(shù)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(yù)計每公斤氫氣的成本只有2澳元。

這是一個什么概念呢？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(chǎn)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(guān)鍵的是，氫氣燃燒的產(chǎn)物只有水，不會產(chǎn)生任何污染物，對環(huán)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?nèi)绻軌蚶煤Ｋ畞碇圃鞖錃?，就可以擺脫對化石能源的依賴，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和應(yīng)對氣候變化。

這項技術(shù)有望為綠色能源產(chǎn)業(yè)帶來革命性的變化，目前，該研究團隊已經(jīng)申請了技術(shù)專利，并計劃開發(fā)一個電解槽原型，以大規(guī)模生產(chǎn)氫氣。

這項技術(shù)的原理和細(xì)節(jié)，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(qū)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(lán)天白云和如沐春風(fēng)的大自然。

論文：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202207310