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马德拉斯理工学院科学家 开发出海水生产绿氢的原型
信息来源: Mongabay网站 发布时间:2023-07-27 10:52:17

• 印度理工学院马德拉斯分校(IIT-Madras)研究人员开发了一种碱性水电解槽组件,可以直接利用海水生产绿氢,目前淡水是绿色制氢的主要投入,这种方案可以作为淡水制氢的替代方案。

• 该技术仍处于起步阶段。如果证明可行,还需花费几年时间才能投入商业应用。

• 印度在生产绿氢方面雄心勃勃,但缺乏关键元素淡水是一个挑战。印度甚至全球都在努力研发利用丰富的海水资源生产绿氢的技术。

IIT-Madras 物理系的研究团队开发了一种技术原型,通过简单、经济的方式利用海水制造绿氢(GH2)。研究人员在美国化学会(ACS)应用能源材料杂志上发表的一份方法报告中提出,该技术可以帮助印度实现其绿氢目标,也不会对淡水这种稀缺的自然资源造成压力。

印度国家绿色氢能计划旨在促进印度的绿氢生产,改善生态环境。该计划设定的生产目标是到 2030 年,每年至少生产 500万公吨(MMT)绿氢。不过,作为生产绿氢的主要投入之一,淡水会受到这个目标的影响,政府也认识到这个问题,正在推动在可行的情况下,最大限度地利用工业和城市废水制氢。

绿氢是通过一种被称为电解的工艺从纯水中生产出来的,该工艺利用可再生能源产生的电流,通过一种电解槽装置将水分解为氢和氧两种分子。绿氢之所以是“清洁的”,实际上是因为它的碳排量低,有望在炼油厂、钢铁厂和化肥厂等重工业脱碳方面发挥突出作用。而传统的电解槽是为纯水设计的,扩大绿氢生可能会加重全球淡水短缺问题。

IIT Madras 的新技术和研究旨在直接利用丰富的海水资源生产绿氢,从而降低对淡水的唯一需求。替代性电解槽目前处于原型阶段,可能需要一些时间才能实现商业化。尽管全球范围内类似的研究也在进行,但实现商业化的原型十分有限。

IIT Madras 物理系教授 Sundara Ramaprabhu 带领研究团队成了这项发明,他声称这项发明解决了水资源短缺和成本优化双重挑战。他在接受 Mongabay India 采访时表示:“我们自主研发了碱性水电解槽,这是高效、低成本电解海水的关键组件。”

海水分离本身也有一系列问题。目前大多数项目都使用以可再生电力作为驱动力的电解槽,从脱盐海水中提取氢气。但是海水淡化和净化技术成本高昂,无法为高效电解提供大量清洁的去离子水。

据联合国环境规划署的数据,海水淡化过程中,每生产 1 升饮用水,就有约 1.5 升液体被氯和铜污染。当这些液体被抽回海洋时,有毒海水就会消耗氧气并影响食物链中的生物。

技术尚未成熟

虽然直接分解海水为生产清洁氢气提供了一条环保路线,但盐水会腐蚀电极从而阻碍大规模生产绿氢。

不过,全球都在努力探索如何直接利用海水制造绿氢。2023 年 6 月 6 日,中国东方电集团有限公司(DEC)成功测试了海上风电无淡化海水直接电解制氢技术。

CEEW的Deepak Yadav表示,全球和印度都在进行相关研究,它的技术成熟度等级(TRL)较低。技术成熟度等级是对技术成熟程度进行度量和评测的一种标准。从 1 到 9 划分等级,TRL 9 是最成熟的技术。Deepak 补充道:“我们需要从 TRL 3 提升到 TRL 7 或 8,这样才开始将技术商业化。这项技术可能需要几年时间才能面世。现在就评论技术经济可行性还为时尚早。”

IIT Madras 的 Ramaprabhu 也表示:“全球有多种海水制氢技术处于开发阶段,但尚未哪种技术达到海水制氢技术的行业级原型水平和商业化阶段。

Ramaprabhu 认为这项技术前景广阔,很快就会实现商业化。他声称:“IIT Madras 开发的技术已经处于行业级原型阶段,我们与可再生技术领域大型工业企业的讨论已经处于后期阶段,最多需要六个月就能实现商业化。”

Ramaprabhu还称,该技术可用于工业和生活废水。他们已经计划开始对工业废水进行实验。


    
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