利用非傳統(tǒng)水源增加綠色氫氣

大規(guī)模高效生產(chǎn)綠色氫能對于減少碳燃料的使用至關(guān)重要。然而，進(jìn)行這種轉(zhuǎn)變是棘手的，因?yàn)樵谶\(yùn)輸和分配氫氣方面存在許多挑戰(zhàn)。

一組研究人員提供了一種新方法：使用電解從廢水和其他非傳統(tǒng)來源中產(chǎn)生氫氣，這些來源位于氫氣消耗地附近。他們的研究結(jié)果于7月13日發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。

大約95%的氫氣是由化石燃料制成的。相反，找到好的水源可以大大減少這種情況。

“我們有所有這些未充分利用的來源 - 處理過的廢水，資源開采廢水，我們可以處理的工業(yè)廢水，”化學(xué)與環(huán)境工程助理教授，該研究的主要作者Lea Winter說。“我們可能不想將它們用于飲用水，但我們可以將它們用于其他目的，這將節(jié)省飲用水供飲用，這對于缺水地區(qū)尤其重要。

一種方法是通過電解，這是一種使用電將水分解成氧氣和氫氣成分的技術(shù)。大多數(shù)化學(xué)過程在更大的尺度上工作得更有效率。然而，由于電解反應(yīng)僅發(fā)生在電極表面，因此水垢并不是一個因素。這為有效利用較小和分散的水源(如城市廢水)開辟了潛力。

在水資源更稀缺的地方，更分散的基礎(chǔ)設(shè)施將特別有利，因?yàn)樗梢员苊饫蔑嬘盟?。在許多較小的地點(diǎn)而不是在中央樞紐制造氫氣意味著涉及的運(yùn)輸較少，這是分配氫氣的主要成本之一。

“一旦你到達(dá)大約40公里，那么整個過程中超過一半的二氧化碳排放量來自運(yùn)輸，”溫特說。“這突顯了為什么我們可能希望將其保持在較小的規(guī)模。為此，我們希望能夠利用分散的非傳統(tǒng)水源。

研究人員說，利用這些資源可以帶來豐富的能量。例如，從中型城市污水處理廠提取氫氣將產(chǎn)生比核電站更多的氫能儲存。在更大的規(guī)模上 - 例如半導(dǎo)體或混凝土工廠 - 回報甚至更大。

“我們從水中提取氫氣可以獲得的能量將比汽車每年在路上消耗的能量更多，或者比三峽大壩更多的能量，”溫特說。“如果我們尋找不同的水源，并利用我們已經(jīng)擁有的水處理技術(shù)，那么我們從哪里取水的問題就真的可以解決制造氫氣的問題。

該研究的其他作者是梅納赫姆·埃利梅萊希，斯特林化學(xué)與環(huán)境工程教授;納撒尼爾·庫珀;博勒姆·李;索胡姆·帕特爾;和李王。