氫氣是一種清潔、且儲(chǔ)量豐富的燃料來源，但在成為主流的道路上，它仍面臨著與制備效率等有關(guān)的問題。好消息是，韓國蔚山科學(xué)技術(shù)大學(xué)(UNIST)、韓國能源研究所(KIER)、淑明女子大學(xué)的研究人員們，已經(jīng)開發(fā)出了一套效率更高的水電解系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)，基于現(xiàn)有的“固體氧化物電解槽”(SOEC)打造。

團(tuán)隊(duì)部分成員，左起為Junyoung Kim、Guntae Kim教授、Ohhun Gwona。

底層原理，依然是通過電流將水分子電解成氫氣和氧氣并收集起來。不同的是，這套Hybrid-SOEC系統(tǒng)在電極和電解質(zhì)上加以了改進(jìn)——都換成了固態(tài)的!

與液體電解質(zhì)系統(tǒng)相比，它擁有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。首先，液體需要定期填充補(bǔ)滿;其次，隨著時(shí)間的推移，液體會(huì)侵蝕系統(tǒng)的其它部分。

此外，固態(tài)電解裝置可以在高溫下運(yùn)行。這意味著新系統(tǒng)更加節(jié)能，因?yàn)樗梢詫崃哭D(zhuǎn)化為電解所需的能量。

研究人員在兩套主設(shè)計(jì)中使用了不同的電解質(zhì)，其中一個(gè)只允許氧離子通過，另一個(gè)則只允許氫離子通過。但無論怎樣，這種“單行道”都限制了裝置可產(chǎn)生氫氣的總量。

有鑒于此，他們開發(fā)出了全新的Hybrid-SOEC系統(tǒng)，即借助一種混合離子導(dǎo)體、來同時(shí)傳輸負(fù)氧離子和帶電荷的氫離子(質(zhì)子)，從而充分利用了固態(tài)電解槽的所有優(yōu)點(diǎn)、提升了制氫的效率。

Hybrid-SOEC采用了由層狀鈣鈦礦物制作的混合離子導(dǎo)體和電極，在1.5V的電壓和700℃(1292℉)的溫度下，每小時(shí)可生產(chǎn)1.9升(0.5加侖)的氫氣，效率是現(xiàn)有系統(tǒng)的四倍以上。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在了近日出版的《納米能源》(Nano Energy)期刊上。