科学家发现可以更有效利用太阳能发电、风力发电所产生的电力“分解”水的方法,比之前的效率提高三倍,让我们有机会可以储存再生能源以供日后使用。
下雨天能源
再生能源的其中一个问题是过度依赖天气的稳定性,太阳发电很好,但阴天的时候怎么办?或是使用风力发电,但是却没什么风的时候怎么办?
如果有个方法可以将艳阳天或是强风天产生的过度能源储存起来,等需要的时候再拿来用,这样非再生能源发电(如:核能发电或其他不可再生能源)就不再拥有优势
有个方法可以巧妙地储存能源,利用太阳能或风力产生的电力进行“电解反应”让水“分解”成氧原子与氢原子,这些氢气之后可以成为备用能源。
一个来自美国SLAC国家加速实验室与多伦多大学的科学家所组成的团队跨出了一大步,让制造过程更简单、更有效率。利用SLAC实验室的强大电脑,他们设计出比之前提升三倍效率的电解催化剂。
图片中可以看到新触媒内部排列非常一致。符号代表:Fe铁、Co钴、W钨、O氧。图片来源:B. Zhang et al./Science
金属凝胶
可以提高效率的主要成份是铁钴催化剂加上一点钨。理论很简单,但要实作出来就没那么容易,电脑模拟显示出,需要彻底混合这三种金属才能在接触表面产生最好的反应效率。
研究团队将三种金属溶解到溶液中混合,在室温下沉降成凝胶,过程中不能让金属原子聚成一团。最后将凝胶干燥成粉末状,粉末的多孔性让触媒的接触面积增加,有助于催化反应。新触媒产生氧的速度比之前的快三倍,最特别的是,可让新触媒产生氧的反应方式有上百种。
研究小组成员,多伦多大学电子计算机工程博士Edward H. Sargent说:“这是个很大的进步,不过还有很多可以进步的空间。为了要让氢气燃料再生能源更具有竞争力,我们需要让触媒与电解系统在运作时更有效率、更省成本,以及有更高的强度。”
这项研究让能源与未来永续发展向前迈进了一大步。
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