香港城市大學(CityUHK)科學家稱，一種更能抵抗功率波動的新型陰極，可讓(海)水電解更具可持續(xù)性、成本效益更高，且更適配與間歇性可再生能源在實際應用中結合。
該系統(tǒng)能穩(wěn)定運行10,000小時，較多數(shù)以往方法運行時間更長，即便在太陽能或風能等能源供應波動的情況下也能穩(wěn)定運行，有助于邁向無碳未來。
材料科學與工程系劉斌教授解釋，研究主要解決間歇性堿性(海)水電解過程中的氧化和性能損失問題，如反向電流、自氧化、自放電或氧氣交叉等，通過在電極上使用特殊保護層實現(xiàn)。
這項已發(fā)表在《自然》雜志上的研究，其成果指向使(海)水電解具備可擴展性和實用性。劉教授表示，該技術在工業(yè)規(guī)模電流水平下工作，能承受惡劣條件，適合大規(guī)模部署，是專門為解決實際應用中的科學挑戰(zhàn)而設計。
自修復陰極解決了在間歇性條件下(如太陽不照射或風力減弱時)保持電解槽穩(wěn)定性的關鍵反應堆工程難題，緩解了陰離子交換膜和堿性電解槽在與波動可再生能源結合時電極的降解問題。
更重要的是，該研究讓人們關注到電解槽在現(xiàn)實多變工作條件下常被忽視的問題，呼吁共同應對間歇電解的科學和技術挑戰(zhàn)。劉教授稱，這項工作為更具彈性的系統(tǒng)奠定了基礎，加速了綠色氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
此外，未來用于化學和燃料合成的電催化系統(tǒng)，如氧還原反應、CO2還原和氮還原等，在與可再生能源配對時也會面臨類似的關閉和啟動問題。當下在波動條件下進行水電解的見解可擴展到這些系統(tǒng)，有助于確保廣泛的未來電化學技術有效融入可再生能源電網(wǎng)，加速實現(xiàn)凈零排放進程。
劉教授還補充，這項研究讓人們更接近以綠色氫能為動力的清潔、可持續(xù)能源，可在交通和家庭等領域取代化石燃料，支持一個以人人負擔得起、易于獲取且可用的清潔能源為特征的未來，進而改善健康狀況、更好保護環(huán)境并創(chuàng)造“綠色”就業(yè)機會。
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