制氫方法眾多，挪威的一個(gè)科學(xué)家小組找到了一種方法，利用熱的優(yōu)勢(shì)，從蒸汽中生產(chǎn)氫氣，而不是從傳統(tǒng)的液態(tài)水中生產(chǎn)氫氣。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)眾多且分工明確，如果要說(shuō)哪個(gè)環(huán)節(jié)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)各個(gè)國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟度的不同，關(guān)鍵環(huán)節(jié)不盡相同。

但是任何產(chǎn)業(yè)，上游永遠(yuǎn)都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起點(diǎn)，如果沒(méi)有氫氣，氫能產(chǎn)業(yè)可以說(shuō)是 “無(wú)源之水，無(wú)本之木”。

制氫方法眾多，除了熟知的煤制氫、化工副產(chǎn)氫、電解水制氫。

挪威的一個(gè)科學(xué)家小組最近研究出一種新的氫氣制取方法，利用熱的優(yōu)勢(shì)，從蒸汽中生產(chǎn)氫氣，而不是從傳統(tǒng)的液態(tài)水中生產(chǎn)氫，而且重要的是，這種制氫技術(shù)可能成本更低。

當(dāng)前，由于氫能在全球能源領(lǐng)域中尚屬于一種新型能源，在所有國(guó)家的能源產(chǎn)業(yè)中，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都處于初期，因此成本高是很顯然的事實(shí)，每個(gè)國(guó)家均在不斷加大科技創(chuàng)新來(lái)降低氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的成本，氫氣本身成本的降低是關(guān)鍵之一。

一種可能更便宜的制氫方法

作為二次能源，氫氣的制取目前主流且相對(duì)較為成熟的方法有煤制氫、天然氣制氫等化石燃料制氫，化工工業(yè)副產(chǎn)氫以及電解水制氫。

氫氣成本的降低對(duì)于當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

近日，挪威科學(xué)家研究出一種新的氫燃料生產(chǎn)方法：用蒸汽生產(chǎn)氫氣。這種技術(shù)的關(guān)鍵是工藝中的材料，挪威科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新材料，可以使氫的生產(chǎn)更具成本效益。

熱比電便宜。挪威的一個(gè)科學(xué)家小組找到了一種方法，利用熱的優(yōu)勢(shì)，從蒸汽中生產(chǎn)氫氣，而不是從傳統(tǒng)的液態(tài)水中生產(chǎn)氫氣。

為了達(dá)到這個(gè)目的，他們需要使用一種材料，當(dāng)蒸汽達(dá)到600攝氏度時(shí)，這種材料能夠承受極端的高溫，因此科學(xué)家們創(chuàng)造了一種材料，代號(hào)為BGLC。

該工藝技術(shù)還有一點(diǎn)區(qū)別于傳統(tǒng)液態(tài)水電解獲取氫氣的優(yōu)勢(shì)，不需要成本高昂的貴金屬鉑作為催化劑。

這些昂貴的貴金屬，如鉑，需要使用在低溫電解槽中，以提高水裂變的效率。

“在更高的溫度下工作提供了額外的好處，”SINTDF工業(yè)公司的研究科學(xué)家Einar Vllestad說(shuō)。“你不必再使用貴金屬，當(dāng)從蒸汽中生產(chǎn)氫時(shí)，不需要這些材料來(lái)完成反應(yīng)，因?yàn)檫@種方法涉及更高的溫度和更大的催化活性。”

當(dāng)然，這種方法的問(wèn)題在于需要找到能夠承受蒸汽達(dá)到600攝氏度時(shí)所產(chǎn)生的嚴(yán)格要求的材料。這是Vllelstad和他的同事、奧斯陸大學(xué)材料科學(xué)和納米技術(shù)中心的博士后學(xué)生Ragnar Strandbakke試圖克服的挑戰(zhàn)。

科學(xué)家們首先列出了120種他們認(rèn)為可能適用于這種方法的材料。最終，他們決定選擇了一種他們認(rèn)為最有效的材料，并調(diào)整其化學(xué)成分以提高其效率。

他們所選擇的這種材料包含了鋇、鑭、釓、鈷和氧這些元素，因此他們把這種材料命名為BGLC。

下一步：工業(yè)化應(yīng)用

一種技術(shù)真正成熟的標(biāo)志是可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和商業(yè)化，只能在實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮效用沒(méi)有實(shí)際意義。

一般一種新型技術(shù)成功工業(yè)化的步驟是：前期研究——實(shí)驗(yàn)階段小型實(shí)驗(yàn)成功——實(shí)驗(yàn)階段中試實(shí)驗(yàn)成功——半工業(yè)化成功——工業(yè)化成功應(yīng)用。

之前提到的幾種制氫技術(shù)均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，但是這些方法制取的氫氣在當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中都各自存在一些缺陷。

說(shuō)到氫的應(yīng)用這里就必須說(shuō)到一個(gè)重要的名詞：燃料電池。

燃料電池是氫能最為關(guān)鍵的應(yīng)用環(huán)節(jié)，氫氣或者以其它形式存在的氫燃料通過(guò)燃料電池作用后會(huì)產(chǎn)生電能，電能又是最基礎(chǔ)也是未來(lái)能源應(yīng)用中最廣泛的形式。

當(dāng)前各個(gè)國(guó)家在能源戰(zhàn)略中對(duì)未來(lái)氫能的利用基本都會(huì)通過(guò)燃料電池作用產(chǎn)生電能的方式來(lái)應(yīng)用。因此可以說(shuō)，氫能產(chǎn)業(yè)的先行領(lǐng)域應(yīng)該叫做氫燃料電池產(chǎn)業(yè)。

燃料電池本身成本高，導(dǎo)致了整個(gè)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)當(dāng)前成本居高不下，而且對(duì)氫燃料的要求極高，對(duì)氫燃料的純度以及雜質(zhì)含量均有嚴(yán)格要求，否則會(huì)影響到燃料電池的壽命，從而進(jìn)一步提高了產(chǎn)業(yè)成本。

化石燃料制氫技術(shù)雖然較為成熟，但是在制氫過(guò)程中伴隨有碳排放，在當(dāng)前全球降低碳排放的要求下，需要外加碳捕捉或封存的工藝環(huán)節(jié)，碳捕捉封存技術(shù)還不成熟。

化工工業(yè)副產(chǎn)氫雖然成本低，但是氫氣純度不夠，更關(guān)鍵的是化工副產(chǎn)氫氣中雜質(zhì)含量高，會(huì)降低燃料電池壽命，需要進(jìn)行額外的除雜和提純。

電解水制氫產(chǎn)生的氫氣純度很高，雜質(zhì)含量極低，但是電解工藝電耗高，而且電解催化劑鉑金屬較為貴重，因此該方法技術(shù)成本較高。

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，研究人員正在努力提高這種新型制取氫氣方法的氫氣比例，實(shí)際上就是在實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。

隨著氫能產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，其規(guī)模必將不斷的增大，因此氫氣需求量將會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，必須使此種新型的制氫技術(shù)能夠規(guī)模化，產(chǎn)生足夠工業(yè)級(jí)應(yīng)用的氫氣，研究院人員們正在想辦法如何將其應(yīng)用于工業(yè)中，這將是此項(xiàng)目的下一個(gè)重要階段。

前面提到，此種新型制氫技術(shù)可以避免使用貴金屬?gòu)亩档统杀尽?/p>

除此之外，同為電解種類(lèi)的技術(shù)，相對(duì)于液態(tài)水電解，此技術(shù)還有一項(xiàng)特別有益的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)此種技術(shù)生產(chǎn)出的氫氣處于完全干燥的狀態(tài)。

目前，所有電解過(guò)程產(chǎn)生的氫氣都會(huì)被水或其他分子污染，因此電解所產(chǎn)生的氫氣在加壓和儲(chǔ)存之前，必須將其從蒸氣中分離出來(lái)，因此增加了額外的工藝流程。

此項(xiàng)技術(shù)如果能真正的工業(yè)化，那么將使氫能產(chǎn)業(yè)向前推動(dòng)一大步。

此新型制氫技術(shù)的研究結(jié)果發(fā)表在《自然材料》上，《自然材料》屬于《自然》雜志，發(fā)表材料科學(xué)和工程各領(lǐng)域的最佳研究成果。

《自然》雜志1869年創(chuàng)刊于英國(guó)，是世界上最早的國(guó)際性科技期刊，涵蓋生命科學(xué)、自然科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、物理化學(xué)等領(lǐng)域。自成立以來(lái)，始終如一地報(bào)道和評(píng)論全球科技領(lǐng)域里最重要的突破，影響因子40.137。

在全球，與美國(guó)的《科學(xué)》雜志共同為當(dāng)今科學(xué)界最為權(quán)威的學(xué)術(shù)刊物。