2013-04-02

新廉價、高效率的催化劑 提供儲存、再利用再生能源的可行方法 (節譯)

New inexpensive, efficient catalysts offer viable way to store and reuse renewable energy
http://phys.org/news/2013-03-inexpensive-efficient-catalysts-viable-reuse.html

March 28, 2013

二位(加拿大)Calgary 大學研究者開發出一種突破性的方法,能製造價格實惠、有效率的新催化劑,將電力轉換成化學能。

他們的技術為屋主與能源公司開啟了一扇門,讓他們能輕易地儲存與再利用太陽能及風力。像這樣的能源是乾淨且可再生的,不過只有當太陽升起或風在吹拂時才可運用。

Curtis Berlinguette 與 Simon Trudel(二位都在科學學院化學系)所完成的研究剛發表在 Science 期刊上。

"這項突破為風力渦輪發電機與太陽能板所產生之電力的儲存與再利用,提供相對便宜的方法," Curtis Berlinguette 表示,化學副教授以及能源轉換的加拿大研究講座(CRC)。

"我們的研究代表了實現大規模乾淨能源經濟的一個關鍵步驟," Berlinguette 補充,他亦是該大學先進太陽能材料中心的主任。

Simon Trudel (化學助理教授)表示,他們的研究 "開啟了「如何製造催化材料」的全新領域。我們現在有一大片新領域等待探索。"

這一對已為其技術申請專利,並自其大學研究,創辦一家衍生公司 -- FireWater Fuel Corp. -- 將他們的電催化劑(electrocatalysts)商業化以用於電解器(electrolyzers)中。

電解器裝置使用催化劑來驅動一種化學反應,將水分離成氫與氧燃料,藉此將電能轉換成化學能。這些燃料接著能被儲存,並依需求再轉換成電能來使用。

從這個「綠」能系統所產生的唯一副產品是水,那能透過此系統回收。

研究者表示,為了儲存與提供可再生電力給一般房子使用,將需要一個大小如啤酒冰箱(beer fridge)的電解器,那只包含幾升的水,且能在幾乎無排放的情況下將氫轉成電力。

他們的發明關鍵是,他們脫離傳統對於催化劑的想法,那通常以罕見、昂貴且有毒的結晶化金屬製成。

Berlinguette 與 Trudel 反而轉向以一種更簡單的方法來製造催化劑。這涉及到使用一種數量充足的金屬化合物或氧化物(包含氧化鐵,即鐵鏽),來創造出一種混合的金屬氧化物催化劑,其結構無序 -- 即「非晶質(amorphous)」。

實驗室測試 -- 報告寫在 Science 的論文中 -- 證明他們的新催化劑,表現與其他市面上昂貴的催化劑一樣好,或甚至更好,不過成本卻少了 1,000 倍。

他們的研究由該大學的永續能源、環境與經濟研究所、Alberta Innovates,Mitacs 以及 FireWater Fuel Corp. 所支持。

FireWater Fuel Corp. 預計在 2014 年在目前的大規模電解器市場中推出一款商業化產品,而一款原型電解器(均使用他們的新催化劑)預計在 2015 年於一般家庭中進行測試。

※ 研究相關問題略譯,詳見原站。相關報導:

* Photochemical Route for Accessing Amorphous Metal Oxide Materials for Water Oxidation Catalysis
http://dx.doi.org/10.1126/science.1233638
Rodney D. L. Smith, Mathieu S. Prevot, Randal D. Fagan,
Zhipan Zhang, Pavel A. Sedach, Man Kit Jack Siu, Simon Trudel,
Curtis P. Berlinguette.
Science (2013)
doi: 10.1126/science.1233638
利用鐵鏽與水將太陽能儲存成氫
合成催化劑模仿自然的「氫經濟」
化學家開發液體儲氫材料

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