科学家开发出更便宜、更清洁、更环保的氨生产新方法

科学家开发出更便宜、更清洁、更环保的氨生产新方法 这幅图画展示了以锂为媒介将N2转化为氨的过程。图中是在电沉积锂（黑色瓷砖）上发生的一系列反应。在高压下，氮气（添加蓝色块）在锂上发生化学吸附，随后质子化（添加白色块）形成 NHx，最终生成氨气并回收锂。这一循环过程形成了产生氨的催化节奏。这项研究强调了压力和电位在控制固体电解质界面的结构和稳定性以实现氨合成方面的重要性。资料来源：Crystal Price 和 Joseph Gauthier，德克萨斯理工大学；Meenesh Singh，伊利诺伊大学芝加哥分校这一过程被称为锂介导的氨合成，它将氮气和乙醇等供氢流体与带电的锂电极结合在一起。氮原子不会在高温高压下分解氮气分子，而是粘附在锂上，然后与氢结合生成氨分子。该反应可在低温下进行，而且具有再生性，每生产一轮氨，就能恢复原来的材料。"有两个循环会发生。一个是氢源的再生，第二个是锂的再生，"UIC 化学工程副教授辛格说。"由于循环过程的存在，这一反应中充满了交响乐。我们所做的就是以一种更好的方式来理解这种交响乐，并尝试以一种非常有效的方式来调节它，这样我们就能产生共振，使其更快地进行。"辛格实验室在《ACS 应用材料与界面》（ ACS Applied Materials & Interfaces）杂志封面上发表的一篇论文介绍了这一工艺，这是辛格实验室在寻求更清洁的氨方面的最新创新。在此之前，他的研究小组开发出了利用阳光和废水合成这种化学物质的方法，并制造出了一种电气化铜网筛，减少了制造氨气所需的能量。他们的最新研究成果建立在一种并不新奇的反应之上。科学家们对它的了解已有近一个世纪。"基于锂的方法实际上可以在任何有机化学教科书中找到。这是众所周知的。"辛格说。"但是，让这种循环高效、有选择性地运行，从而达到经济上可行的目标，这是我们的贡献"。这些目标包括高能效和低成本。辛格表示，如果规模扩大，该工艺生产氨的成本约为每吨 450 美元，比以前的锂基方法和其他拟议的绿色方法便宜 60%。但是，选择性也很重要，因为许多使氨生产更清洁的尝试最终都产生了大量无用的氢气。辛格小组的研究成果是首批在选择性和能源使用方面达到能源部氨工业化生产标准的成果之一。辛格还表示，该工艺可以在模块化反应器中进行，通过太阳能电池板或其他可再生能源供电，并用空气和水为反应提供原料，可以使该工艺更加绿色环保。该工艺还有助于实现另一个能源目标将氢用作燃料。实现这一目标一直受制于运输高可燃性液体的困难。"产生氢气、运输氢气并将氢气输送到氢气泵站，然后将氢气输送到汽车，这非常危险，"辛格说。"氨可以作为氢的载体。它的运输成本很低，而且很安全，在目的地可以把氨转化回氢。"目前，科学家们正与通用氨公司（General Ammonia Co.UIC）的技术管理办公室已为该工艺申请了专利。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学简单点：什么是氢能源？

科学简单点：什么是氢能源？ 但是，如果我们的飞机和汽车不向环境排放有害的温室气体，而是利用太阳或风力发电，以水为燃料呢？如果这种可再生燃料可以为电网提供后备电力，并且可以从全国各地的加油站购买呢？在这段科学 101 视频中，科学家 Debolina Dasgupta 和 Nancy Kariuki 介绍了氢能的科学、技术和应用。氢是最简单的化学元素或原子类型，我们星球上的水中存在大量的氢。它可以通过水循环自然更新，用作燃料时也不会释放有害物质。由于这些原因，氢气可以在促进清洁环境和减少从交通到电网等领域的温室气体排放方面发挥重要作用。美国能源部阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的科学家们正在利用世界一流的设施和专业知识来降低制氢成本，并为氢动力汽车开发经济实惠的燃料电池。他们还在评估氢的生产、运输、储存和使用方法，以最大限度地减少温室气体排放。科学家们正在努力利用氢气中的能量将这一愿景变为现实，氢气有望在促进更清洁的环境和实现美国到 2050 年实现碳净零排放的目标方面发挥重要作用，换句话说，就是以与碳排放相同的速度从大气中清除碳。氢是最简单的化学元素或原子类型。它仅由一个质子和一个电子组成。它也是最丰富的元素，约占宇宙中已知物质的 75%。水和生物体中都含有大量的氢。我们星球上的水中蕴含着丰富的氢气，它可以通过水循环自然更新。当用作燃料时，它不会释放出碳，因此是一种很有前途的清洁能源。资料来源：阿贡国家实验室氢分子由两个氢原子组成，可用于生产无碳能源。氢分子携带大量能量；一磅氢的能量几乎是一磅汽油或柴油的三倍。然而，氢分子在地球上并不丰富，只占大气层的不到 0.0001%。因此，氢必须从含有氢的其他物质中产生。不使用化石燃料的最常见制氢方法是利用电力将水（H2O）分离成氢（H2）和氧（O2）。这一过程被称为水电解，是一种很有前景的无碳制氢方法，因为电力可以来自核能或可再生能源，如风能和太阳能。科学家和工程师们正在努力改进水电解制氢工艺并降低其成本。在电解过程中，水在阳极分裂成氧气、氢离子和电子。电解质材料允许氢离子通过，但迫使电子单独流向阴极，两者在阴极重新结合形成氢气，用作燃料。资料来源：阿贡国家实验室他们还在开发通过利用和模仿光合作用等生物过程，将太阳能和水直接转化为氢气的方法。氢气生产出来后，有几种使用氢气作为能源的方法。最主要的是燃料电池，它能将氢气和氧气中储存的化学能转化为电能。与汽油发动机不同，燃料电池不会排放二氧化碳等有害气体。与电池不同，燃料电池系统不需要长时间停机充电。与汽油发动机一样，燃料电池系统也可以使用氢气进行补充燃料。氢可以在燃料电池中使用，也可以在发动机中作为燃料燃烧。科学家和工程师们正在努力改进这些技术，以取代化石燃料在交通和电网中的使用。资料来源：阿贡国家实验室正在为汽车、卡车、叉车、公共汽车、轮船和火车开发的一种氢燃料电池将氢分子分裂成电子和质子。电子被迫流经电路，产生可用的电力。同时，质子能够通过薄膜，最终与电子重新结合，并与空气中的氧分子发生反应，生成水，这是唯一的排放物。美国能源部阿贡国家实验室的科学家们正在利用世界一流的设施和专业知识推动氢科学和技术的发展。研究人员正在降低制氢成本，为氢动力汽车开发经济实惠的燃料电池。他们还在评估氢的生产、运输、使用和储存方法，以最大限度地减少温室气体排放。编译自:ScitechDaily相关文章:科学简单点：什么是超级计算？科学简单点：什么是人工智能？科学简单点：什么是量子力学？科学简单点：什么是水力发电？科学简单点：什么是核能？科学简单点：什么是气候复原力？科学简单点：什么是纳米科学？科学简单点：什么是暗物质和暗能量？科学简单点：什么是 X 射线光源？科学简单点：什么是自主发现？ ... PC版： 手机版：

工程师从空气中直接制造绿色氢气

工程师从空气中直接制造绿色氢气 电解槽可以在干旱地区生产氢气 制造氢燃料最可持续的方法是用可再生电力分解水，但这需要获得淡水。现在，研究人员报告了一种从空气中的湿度中制造氢燃料的方法。 他们的电解槽从空气中提取水分，并通过可再生电力电解将其分解以产生氢气。墨尔本大学化学工程的说，这是第一种从湿度低至4%的空气中生产高纯度（99%）氢的电解槽。这一成功可能开辟了在半干旱地区生产氢气的可能性，这些地区在一定程度上具有极高的太阳能和风能潜力。 研究者在空气电解槽的原型上连续进行了12天的测试，结果表明，平均每平方米电解槽每天可生产近750升氢气。李刚团队在《》杂志上报道了这些细节。 氢提供了清洁、无排放能源的前景，由于资金的增加和技术的改进，氢经济在过去几年中积聚了蒸汽。但今天世界上大部分的氢仍然是由天然气或煤炭生产的。由于需要大规模的电解槽，电解产生的绿色氢仍然是一项新兴技术。……

能加氢的两轮车 台铃氢能源电动车批量下线：续航100km

能加氢的两轮车 台铃氢能源电动车批量下线：续航100km 官方介绍，台铃氢能源电动车主电源为氢燃料，储氢瓶氢气纯度≥99.999%。氢燃料电池的原理，简单来说相当于一个“发电机”，即通过燃料内氢和氧相结合的化学反应产生电能，源源不断为车辆供电，驱动电动车前行，因此做到了污染物“零排放”。车型搭载的QL-H固态储氢瓶，瓶口低于0.07MP，通过氢气和氧气通过燃料电池发生化学反应，实现氢气的充放功能。在供电设计上，车型还搭载了混动电源磷酸铁锂电池，具备350W额定功率。当车辆运行时，氢燃料电池作为牵引主动力，锂电池则在启动加速阶段提供辅助动力；车辆惰行、停止时，燃料电池为锂电池充电；制动时，锂电池回收制动能量，实现能量的循环利用。 ... PC版： 手机版：

通用汽车正在为美国能源部试点开发氢动力中型卡车车队

通用汽车正在为美国能源部试点开发氢动力中型卡车车队 通用汽车公司的项目负责人雅各布-洛齐尔（Jacob Lozier）说："我们将设计、设计和开发一支氢燃料电池中型卡车车队以展示我们燃料电池的能力和优势如何帮助现实世界中的车队客户"。这些卡车的开发将获得能源部超级卡车项目的资助，该项目旨在减少重型和中型车辆的碳排放。该项目总耗资 6500 万美元，其中 2600 万美元来自能源部，其余资金由通用汽车及其合作伙伴提供。这些卡车将与今天的雪佛兰 Silverado 5500 中型卡车共享外观设计。但在引擎盖下，它们将使用通用汽车公司 Hydrotec 部门开发的氢燃料电池。该汽车制造商正在开发其他一些与氢有关的项目，包括移动发电机、水泥搅拌机和重型汽车。通用汽车还与本田公司成立了一家合资企业，为多种产品开发氢燃料电池。通用汽车将把燃料电池卡车交付给位于亚特兰大的天然气和电力公司 Southern Company，作为其工地的车间用车。该汽车制造商还设想将这些卡车用于农业生产和市政服务。通用汽车还将与 Nel ASA 合作，使用这家挪威公司的 PEM 电解器，努力以更可持续的方式制造氢气。氢燃料电池使用压缩氢作为燃料，唯一的排放物是水蒸气。最近，许多汽车制造商都在开发重型车辆和移动发电机时，看中了这项技术的优势，并将其作为进一步淘汰污染严重的燃气车辆、实现自身气候目标的一种途径。按体积计算，氢气的能量含量较低，这使得氢气的存储成为一项挑战，因为氢气需要高压、低温或化学过程才能紧凑存储。克服这一挑战对轻型车辆非常重要，因为它们通常在燃料储存方面的尺寸和重量能力有限。拜登政府最近提出了新的税收指导方针，旨在降低氢气生产成本，使其成为污染较少的化石燃料替代品。但问题是，大多数氢气都是在化石燃料的帮助下生产出来的，主要是通过一种叫做蒸汽甲烷转化的工艺，这种工艺会产生二氧化碳排放。甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体，从生产到最终使用的整个供应链中都会有甲烷泄漏。但通用汽车表示，一旦有了更清洁的制氢方法，它将致力于采用这种方法。通用汽车加氢技术部执行董事 Charles Freese 说："但我们现在的做法是不考虑氢的来源。"加氢的主要障碍是美国几乎完全没有加氢基础设施。据氢燃料电池合作组织称，加利福尼亚州只有 55 个加氢站，这基本上是全国的总和。而且加氢费用昂贵，据能源部估计，每辆车的加氢费用高达 90 美元。"我们知道如何制造氢燃料电池，"弗雷斯说，"但将其作为一个生态系统的一部分来展示，就能开始平衡氢的供应和加注，以及卡车的使用和应用。这些都是我们要通过这支车队展示的内容。" ... PC版： 手机版：

#港闻【Now新闻台】政府的氢能源跨部门工作小组原则上同意多五个氢燃料技术试验项目申请，并认同氢燃料电池车在符合相关指引的情况下

#港闻 【Now新闻台】政府的氢能源跨部门工作小组原则上同意多五个氢燃料技术试验项目申请，并认同氢燃料电池车在符合相关指引的情况下，可以驶经隧道。 环境及生态局指，工作小组已听取相关顾问研究结果，包括参考内地及海外的规定，认同氢燃料电池车使用隧道的风险与石油气车以及其他化石燃料车相若，在符合相关指引的情况下，可以行走隧道；不过运载氢气的长管拖车，就只可用船过海。 城巴表示，正积极部署提早安排氢能巴士行走长途、过海及港岛路线，下周一会与运输署隧道公司等开会，商讨氢能巴士行驶隧道的操作程序及配套支援等安排。