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研究人员设计的可利用太阳能和海水制造氢燃料的原型装置。 《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志3月18日报道，美国斯坦福大学（Stanford University）的研究人员设计了一种利用太阳能、电极和海水来产生氢燃料的方法。传统的分解水制造氢燃料的方法需使用高纯水。但高纯水是一种宝贵的资源，生产成本也很高昂。论文作者、斯坦福大学化学系教授Hongjie Dai说：“从理论上讲，给城市和车辆提供动力需要大量的氢燃料。如果用高纯水为原料进行生产，花费是令人咋舌的。更何况加州的淡水资源还非常紧缺。”Dai认为，因为氢气在燃烧时只产生水，不会使日渐恶化的气候问题雪上加霜，所以氢能源是极具吸引力的新能源。Dai说，他的团队已经通过演示实验展示了概念论证，设备的放大和量产需要制造商来完成。 通过电解水的方法获取氢气和氧气是一个简单而古老的想法：电源连接放在水中的电极，当电源接通时，负极会产生氢气，正极则会产生氧气。然而，海水中的氯离子会对正极产生腐蚀作用，影响整个系统的寿命。Dai等希望找到阻止氯离子破坏正极的方法。研究人员发现，如果在正极涂上富含负电荷的涂层，就能对氯离子起到良好的排斥作用，减缓底层金属材料的腐蚀。他们将氢氧化镍涂装在硫化镍上，硫化镍则包裹着泡沫镍芯。在电解过程中，硫化镍会形成负电荷层保护正极，阻止氯离子腐蚀镍芯。论文作者、研究生Michael Kenney说：“如果没有负电荷保护层，正极在海水中只能使用约12小时。而在使用保护层后，正极在海水中的寿命延长至上千小时。” 在之前电解海水的尝试中，研究人员为了减缓腐蚀，通常会选择降低电流量。但是Dai等设计的装置可将电流量提高约10倍，这有助于加快氢燃料的生产速度。Dai等不仅在可控的实验室条件下完成了大部分测试实验，还设计了一台演示用原型机。原型机可以利用旧金山湾中的海水产生氢气和氧气。除了没有腐蚀的风险，设备还与目前使用的纯净水电解技术相匹配，具有较好的应用前景。 在将来，这项技术或许还能用于海下呼吸器，潜水员或潜水艇将设备带入海底就能直接产生氧气了。 编译：雷鑫宇 审稿：alone 责编：唐林芳 |
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