美國利用太陽光有效將水分解成氫氣和氧氣

據(jù)報道，美國科學家出一種全新的水分解技術(shù)——用太陽光有效地將水分解成氫氣和氧氣，發(fā)表在《科學》雜志上的新方法有望為人類邁入氫經(jīng)濟時代鋪平道路。

該研究團隊的、科羅拉多大學波德分?；瘜W和生物工程學院的教授阿蘭·維摩解釋道，他們設(shè)計出了一種太陽能—熱系統(tǒng)，其中，太陽光可以被置于距離地面 10米高的一個中央塔周圍的鏡子聚集到該塔的某個點上，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱會聚集于中央塔內(nèi)，隨后被遞送到包含有金屬氧化物的反應(yīng)器內(nèi)。

當金屬氧化物被加熱時，會釋放出氧原子，留下的新化合物會四處搜尋新的氧原子。隨后，他們再將蒸汽流(由聚集到塔上的太陽光束加熱反應(yīng)器中的水形成)引入該系統(tǒng)中，水分子中的氧氣會依附到金屬氧化物(由鐵、鈷、鋁和氧組成)的表面，釋放出的氫分子聚合在一起就形成了氫氣。

另一名研究人員、化學和生物工程學院教授查爾斯·馬斯葛雷夫表示，新的水分解技術(shù)與其他水分解技術(shù)的關(guān)鍵區(qū)別在于，新方法能讓兩個化學反應(yīng)在同一溫度下發(fā)生。

馬斯葛雷夫說：“傳統(tǒng)方法需要對反應(yīng)堆中的溫度進行控制，讓其從熱狀態(tài)轉(zhuǎn)變到冷狀態(tài)，也需要對蒸汽流引入系統(tǒng)進行控制。而新系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于溫度沒有變化，整個過程通過打開或關(guān)閉一個蒸汽閥就可以搞定。我們可以將太陽光聚集起來，然后用其產(chǎn)生的熱來驅(qū)動化學反應(yīng)。盡管我們很容易將系統(tǒng)的溫度加熱到 1350攝氏度之上，但我們只想將其加熱到化學反應(yīng)能夠進行的zui低溫度。溫度越高，越有可能對化學材料和反應(yīng)堆本身造成傷害。”

維摩補充道，傳統(tǒng)的兩步分解水法會浪費時間和熱，畢竟，太陽光每天“露面”的時間有限。新方法產(chǎn)生的氫氣量*取決于金屬氧化物的數(shù)量以及引入該系統(tǒng)的蒸汽量。

研究人員表示，盡管這一太陽能—熱系統(tǒng)可以以較低的成本產(chǎn)生大量氫氣，但對其進行商業(yè)化開發(fā)可能還需數(shù)年時間。