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本报讯 长期以来，人们将氢视为清洁燃料。尤其是对制造业、航空业和航运业等难以脱碳的行业来说，氢能更是应对关键能源挑战的潜在解决方案。
然而目前世界上几乎所有的氢气都提取自化石燃料，每年会造成约8.3亿吨二氧化碳的排放。这相当于英国和印度尼西亚二氧化碳年排放量之和。裂解水制氢虽然可以做到无碳排放，但成本昂贵，从商业角度看基本行不通，因此该方法制取的氢气仅占全球氢气总量的1%。
为此，澳大利亚研究人员开发出一种便宜、节能的海水制氢新方法，可将海水直接分解成氢气和氧气，省去海水淡化这一步骤，从而节省了成本，减少了能源消耗和碳排放，向“绿色”氢工业迈出了关键一步。相关研究近日发表于Small。
“我们知道氢作为清洁能源具有巨大潜力，对于那些无法轻易切换到可再生能源的行业来说尤为如此。要真正实现可持续发展，氢气的整个生产周期必须做到无碳排放，并且不能因此使世界上宝贵的淡水储量减少。”论文作者、皇家墨尔本理工大学（RMIT）校长特聘研究员Nasir Mahmood表示，他们从海水中直接制氢的方法简单、可扩展，且比目前市场上的任何“绿色”氢气制备方法都更具成本效益。
通常“绿色”氢气的制备方法为电解水制氢，即通过电解槽向水中输送电流，将其分解为氢和氧，而电解槽中要加入昂贵的催化剂，且会消耗大量能源和水（制备1公斤氢气约需9升水）。而如果使用海水制氢还有一个阻碍——作为副产物的有毒氯气。
“如果在不解决该问题的情况下制备满足世界需求的氢气，作为副产物，每年将产生2.4亿吨氯，远超全球的氯需求，进而破坏环境。”Mahmood说。而他们的新工艺不仅不会排放二氧化碳，更不会产生氯气。
在这项研究中，RMIT团队开发出一种专门用于海水制氢的特殊催化剂——多孔N-NiMo3P。
“此前所用的催化剂昂贵且成分复杂，难以规模化生产。而我们开发的新型催化剂可在室温下使用，反应所需能量也更少。”Mahmood说，他们通过一种简单的方法改变了催化剂内部化学性质，使其能够大规模生产。
研究人员表示，这项技术有望大幅降低电解槽使用成本，达到澳大利亚政府制定的“绿色”氢气生产目标，即每公斤两美元，因此比通过化石燃料提取氢气更具竞争力。
目前，相关技术已经申请了专利。研究人员计划与行业伙伴合作，开发出一个电解槽原型，结合一系列催化剂大量生产氢气。（徐锐）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1002/smll.202207310
