科學(xué)日報報道，近日美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰(HongjieDai)和同事研發(fā)了一款廉價零排放的電解設(shè)備，這款設(shè)備利用1.5伏特的電池在室溫下可將水分析成氫和氧。2015年美國消費者將能夠從日本豐田公司和其他制造商那里購買到燃料動力鋰電池汽車。盡管被譽為零排放汽車，大多數(shù)車輛都利用來自天然氣，天然氣這種礦物燃料將導(dǎo)致全球變暖。

只要利用一節(jié)一般的AAA電池就可以通過水電解出現(xiàn)氫

今朝斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們研發(fā)了低成本零排放的設(shè)備，只要利用一節(jié)一般的AAA電池就可以通過水電解出現(xiàn)氫。電池會通過兩個電極發(fā)送電流，導(dǎo)致水分析成氫和氧氣。與其它利用珍貴的金屬催化劑的水電解器不同，這款最新設(shè)備的電極是由成本并不昂貴且大量存在的鎳和鐵制成的。

利用便宜的鎳和鐵，我們就能夠使電催化劑足夠活躍從而在室溫環(huán)境下利用1.5伏電池分析水。戴宏杰教授說道。這是首次利用不寶貴的金屬催化劑在低電壓下分析水，這非常不可思議，因為一般都要昂貴的金屬，例如鉑金和銥來獲得如此低的電壓。

除了出現(xiàn)氫，新的水分離器還能夠用于制造氯氣和氫氧化鈉，后者是一種緊要的工業(yè)化學(xué)物。戴教授和同事將這些最新發(fā)明發(fā)表在八月二十二日的期刊《自然通信》上。

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汽車制造商一直都認為氫燃料是將來汽油發(fā)動機非常有前景的替代物。燃料動力鋰電池技術(shù)本質(zhì)上來說是逆向的水分析。一個燃料動力鋰電池結(jié)合了存儲的氫和空氣中的氧以出現(xiàn)電，從而驅(qū)動汽車。唯一的副產(chǎn)品是水——這與汽油燃燒有所不同，后者會出現(xiàn)溫室氣體二氧化碳。

今年早期，韓國現(xiàn)代集團開始在美國南加州出售燃料動力鋰電池汽車。日本豐田公司和本田汽車公司也將在2015年開始出售燃料動力鋰電池汽車，大多數(shù)汽車將利用在大型工業(yè)廠房制造的燃料，這些燃料是通過結(jié)合非常炙熱的蒸汽和天然氣出現(xiàn)氫，這個能量密集的過程會釋放二氧化碳作為副產(chǎn)品。

將水分析以制造氫并不要化石燃料，也不會釋放溫室氣體。但科學(xué)家們還未研發(fā)出可使用于工業(yè)規(guī)模的可行、活躍的水分離器和催化劑。這是幾十年一直追逐的目標，制造出低成本、高活躍性和長期耐久性的電催化劑。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)基于鎳的催化劑和鉑金相同有效時，這完全出人意料。

這一催化劑是由研究合作作者、斯坦福大學(xué)研究生龔明(MingGong)發(fā)現(xiàn)的。明發(fā)現(xiàn)了一個鎳金屬/鎳氧結(jié)構(gòu)，它比純鎳金屬或者純鎳氧都要更活躍。戴教授說道這種新穎的結(jié)構(gòu)支持氫電催化，但我們依然無法完全理解背后的科學(xué)。

這種鎳/鎳氧催化劑極大的降低了分析水所需的電壓，這將最終為氫制造商在電力成本方面節(jié)省幾十億美元，龔解釋道。他接下來的目標是提高這一設(shè)備的持久性。電極相對穩(wěn)定，但它們依然會隨著時間的推移而緩慢衰減?；谖易罱慕Y(jié)果，這一目標是可以實現(xiàn)的。

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研究人員還計劃研發(fā)一個以太陽能出現(xiàn)的電驅(qū)動的水分析器。氫是驅(qū)動車輛、建筑物和存儲輸電網(wǎng)里可再生能源的理想燃料，戴教授說道。我們非常慶幸能夠制造一個活躍且低成本的催化劑。這顯示了通過材料的納米工程我們能夠改變制造燃料和消耗能量的方式。