什么是水分裂？(water splitting?)
水分解是将水的化合物分解成氢和氧的组成元素的过程。分解水的方法有很多，其中最常见的是电解，电流通过水产生氢和氧离子。尽管许多分解水的方法在从水中分离氢和氧所需的能量方面，与后来从纯氢燃料中获得的能量相比，并不节能，但这一过程被视为取代对化石燃料的依赖的潜在替代方法。利用太阳能和新型化学催化剂分解水的应用提供了一种有希望的方法，可以在不产生温室气体排放或其他污染物的情况下产生可再生净能源收益。。
利用光能或风能等其他可再生能源的光催化分解水，现在正被用于以新的电解形式产生电流。其目标是建立一个完全由可再生能源（如阳光）提供燃料的水分解系统，使制氢与化石燃料具有竞争力。这一过程中的挑战是开发由廉价耐用材料制成的电极。人们发现，硼酸钴和硼酸镍化合物能提高效率，而且价格便宜，易于制造。虽然这些新的电极化合物在商业太阳能燃料生产系统中是安全的，但它们还不能与工业电解方法的效率相竞争，工业电解方法使用危险的碱性化合物作为电解质溶液。。
在能量获取方面最有希望的水分分解机制是基于植物将阳光转化为化学能的光合作用过程。虽然这方面的自然系统非常缓慢，而在1972年日本开始研究时，模仿它的人工系统最初的效率不到1%，但新工艺正在提高氢气的生产水平。日本研究人员于2007年开始在氢化微晶硅制成的电极上涂覆铂纳米颗粒，这进一步提高了电极的稳定性和寿命，以及它们在分解水时的催化能力。。
美国国家可再生能源实验室（NREL）的类似研究目标是，2015年太阳能到氢气的效率转换率为14%，电极的耐久性也从2005年的1000小时增加到2015年的20000小时。随着这种效率的提高，生产氢燃料的相应成本降低，生产氢燃料的成本为每千克美元（USD）
22005年的价格为360美元/千克，2015年降至5美元/千克。即使在这个水平上，分解水来生产氢气的成本仍然是通过重整燃料生产氢基燃料的三到十倍
natural gas该研究在与现有能源行业的经济竞争力方面还有一段距离。
- 发表于 2022-01-30 00:52
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- 分类：科学
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