虽然离实用还有一段距离, 但人们普遍认为以氢能源为基础的燃料电池(Fuel cell), 将会成为将来的主要便携能源之一. 美国总统Bush在去年的新春致辞中甚至专门谈到了所谓的”氢经济”. 这是因为氢燃烧的产物只有水, 对环境无污染, 而且氢既可以来自于传统能源, 如石油和煤炭; 也可以借助核能 太阳能从水转化得到; 还可以来自秸秆等生物废料(Biomass).
目前困扰燃料电池发展的一个主要方面就是氢气生产的小规模化和转化效率. UIUC的Paul Kenis最近设计了一种高效转化丙烷为氢气的小反应装置(文章链接): 先用化学方法制成一个多孔的碳化硅小块, 它的总表面积非常高; 然后用物理方法把金属钌盐(RuCl3)附着在多孔结构的表面; 最后把这种催化剂封装在氧化铝制的外壳中, 一个小巧的反应器就制成了(如下图所示).
这个反应器的最大特点是能够承受上千摄氏度的高温, 且转化效率高. 他们实验用的气体是氨气(NH3), 因为氨裂解的产品只有氢气和氮气, 测试起来最简单. 但在真正应用中, 原料一般是丙烷甚至更长链的碳氢化合物, 如汽油或煤油. 这样在反应中就难免在反应器内造成炭堆积, 一般的反应器无法长时间连续运行, 只有通过高温才能除掉堆积的炭. 而且相比于其它支撑材料, 这种高表面积的多孔碳化硅还提高的钌的催化性能. 这种小型化的反应器将来可能在多个领域得到应用.
其实, 目前美国和日本的汽车制造商(GM, Honda等)都已经生产了几辆”燃料电池车”, 外观看起来跟普通车没有任何不同, 它的动力系统主要由三部分构成: 电动机, 蓄电池和燃料电池. 在一般情况下, 汽车主要利用蓄电池的能源. 一次充电可以行驶50公里左右, 可以满足60%的人上下班的需求, 每天晚上插上家用电源, 给蓄电池充电就行了. 如果跑长途的话, 燃料电池会不断给蓄电池补充电力, 总共可以跑300多公里.
所以, 推广这种燃料电池车的前提条件就需要建立足够的”氢气加油站”, 而Kenis的技术有可能降低建立加油站的成本, 使Fuel Cell的应用离我们又近了一步.
Comments 7
牛的。
Posted 19 Feb 2007 at 11:32 am ¶俺们这嘎达一个教授是在研究咋样使用微生物来制氢，相比之下还是UIUC这哥们的靠谱些。
太神了，文章链接居然连到Journal of Catalysis，难道你平时看这个杂志？
Posted 19 Feb 2007 at 2:30 pm ¶其实俺们就搀和着做Water-Gas Shift的催化剂的, 你也看这个杂志?
Posted 19 Feb 2007 at 2:33 pm ¶为什么不直接用汽油或煤油作原料？而要转化成H2，C,之后除掉炭。
我硕士作过储氢材料，基本研究结果是氢气根本不靠普，哈哈。
Posted 19 Feb 2007 at 4:04 pm ¶其实是把汽油或柴油转化成H2和CO, 然后再把CO跟H2O反应转化成H2, 总之就是集中产生H2, 存储CO2到地下什么的, 是挺不靠普的
Posted 19 Feb 2007 at 4:15 pm ¶H2的Volumetric Density实在是太低了。即使是液态氢气也只有汽油的1/4。随便加一箱油得200L.范德华力又是奇弱，根本不想液化：（ 个人还是比较支持种庄稼提炼乙醇烧。
Posted 20 Feb 2007 at 12:19 am ¶Sorry, should be Volumetric Energy Density
Posted 20 Feb 2007 at 12:21 am ¶Post a Comment