这项分解技术为氢气的大规模生产带来更为廉价和清洁的方式，整个生产过程无需使用任何化石燃料，分解所需要的高温及催化剂都是以廉价的原材料制成的。
& c: A @: A I& [8 }9 L: F( l+ y1 A+ }1 d6 @
由于电解方式非常昂贵且需要大量的电能，所以利用热能取代电解分解水的方法被普遍采用。而此次由加州理工学院化学工程教授马克•戴维斯（Mark Davis）研发的新技术避免了热能水解方式中的主要问题。这项技术的工作温度相对较低，而且不会产生任何有毒物质或者腐蚀性中间产品。$ U" w6 w& `3 z! F. }* c2 U8 x6 l
目前，工业生产活动中所使用的氢气基本上都是通过天然气转化制成，其中也包括汽油的生产。汽车生产商一直希望扩大氢燃料电池汽车的销售规模。不过在加州理工学院的这项技术实现商业化之前，厂商们只能通过天然气转化方式获得氢气。
) t! L) s, K# j% n" f: `6 N" `: w- S, F2 f( K
在高温环境下进行水分解的基本原理：是通过加热一块氧化金属来排除氧气，然后加水。但在戴维斯的试验中，基础材
B9 |, M+ ^% w1 w5 N( u$ e 5 q9 g; S; Y7 f7 L4 D0 G
7 j3 R9 e+ t& N
料是氧化锰。通过在氧化锰中来回移动钠离子，可以对整个实验过程进行操控。戴维斯表示，如果缺乏钠离子，整个过程的温度将会超过1000°C。在钠离子的帮助下，反应过程的温度会一直保持在850 °C左右，甚至更低。, U9 z+ j0 f' z+ t7 Z0 d" i9 G
不过这项技术距离商业化可能还有不小的距离。反应过程的温度仍然很高，较火电厂及核电厂用于驱动蒸汽涡轮发电机的温度高了两百度以上。在不使用化石燃料的前提下获得同一水平的温度仍需要采用两项技术中的某一项：高温核反应堆或者高强度太阳热能发电设施，，但这两项技术都还没有实现商业化应用。后一个技术主要利用环状镜片聚集阳光，其光线密度明显高于当前太阳热能发电站的水平。# `- H- c- X) `" _* F9 {8 g7 m
加州理工学院的这项技术也仍需要经过不断测试，以证明整个水解过程可以重复进行。到目前为止，研究人员已经证明同一批材料可以重复使用五次，但戴维斯认为，如果想要得到应用，这些材料就必须能够重复用上好几千次。但是这样的测试是无法在他本人的实验室里完成的。戴维斯表示，他们对这些材料的循环能力非常乐观，但除非实际测试一下，否则谁也拿不准。“我们在实验室里所能做的只是证明从化学的角度来说，反应是可行的。”: u4 ]4 D7 X' @' C+ S
" G/ q6 p& f: _氢气生产的速率也需要有所提高。例如，可以采用表面区域更大的材料。而且戴维斯也希望进一步降低反应过程所需的温度。他们的最终目的是通过这一反应或相似反应来实现对钢铁厂和电厂废弃热能的有效利用。“我们有一个很好的开始，不过温度还是降得越低越好。5 v! g- f5 O. `- E" |0 v" G# a
' K2 t6 P2 v3 U: B8 i4 u& [
* E1 ? E, y/ P0 L& P$ x, s! n' T- V+ [
, Q# ?9 w% U! W) ? |
发表于 2012-8-10 20:12:15
