研究发现新型催化剂 或可在未来提供液态氢燃料

盖世汽车讯 10月12日，瑞典隆德大学（Lund University）的研究人员正在研究一种可通过固体催化剂将其转化为氢气的液体汽车燃料。使用过后的燃料可以被排出并重新充入氢气，实现温室气体零排放的循环利用。

在两篇研究论文里，隆德大学的研究人员证明了该方法的有效性。虽然目前仍处于基础研究阶段，但它有潜力在未来成为一种高效的能量储存系统。

“如果你看看公开的研究就能发现我们的催化剂是最有效的催化剂之一”。隆德大学化学系教授、论文作者之一的Ola Wendt表示。

寻找生产、储存和转化能源的替代方法以减少使用化石燃料带来的二氧化碳排放，这对于减少气候影响是必要的。氢气是其中一种备受关注的方法，许多人将其视为未来的储能解决方案。自然界将能量储存在化学键中，而氢则拥有相对于其重量而言最高的能量密度。

“但是，气态氢可能难以处理，因此我们正在研究通过泵输送充满氢的液态燃料，就像现如今的加油站一样。”Ola Wendt表示。

这一概念被称为LOHC（液态有机氢载体）。这并不是一个新概念，但问题在于如何找到尽可能有效的催化剂，以便在液体中提取氢气。

液态氢燃料汽车补能过程；图片来源：隆德大学

这一系统旨在使用被“充入”氢气的液体进行工作。液体被泵入一个可以提取氢的固体催化剂，从而被用于燃料电池（可将化学染料转化为电能）。而用过的燃料则被输送到另一个储罐，且唯一的排放物是水。

在加油站里，使用过的液体可以被抽出，并向内重新“充入”氢气。这意味着一旦该物质能够大规模生产，效果将可与今天的炼油厂相媲美。“我们转化了液体中99%以上的氢气。”Ola Wendt说。

研究人员还在计算是否有可能将这种燃料应用在公共汽车、卡车这种大型车辆，甚至飞机上。Ola Wendt说：“这些车辆拥有体积更大的油箱，因此可能可以做到与柴油同等的续航里程。与压缩氢气相比，这种方法还能让你多转化约50%的能量。”目前使用的液体是异丙醇（一种常见的屏幕清洁剂）和4-甲基哌啶。

目前而言，该技术实现还存在许多挑战。一方面是催化剂的寿命相当有限，另一方面是催化剂使用的铱是一种贵金属。

“但我们估计每辆车需要大概两克铱。这可以类比为目前使用的排气催化转化器，其中包含约三克的铂、钯和铑，它们也是贵金属。”Ola Wendt说。

这是一种基于基础研究的技术解决方案。Ola Wendt认为，只要它在经济上可行且社会感兴趣，该方案将在十年内完成商用。

目前存在的另一个问题是如何生产氢气。到目前为止，大多数的生产方法都会破坏环境。同时，高效地储存和运输氢气也不是一件容易的事情，还有使用压缩氢气加油带来的风险。隆德大学的研究人员希望用他们的方法来解决这一问题。

“今天，98%的氢气都来自于天然气生产的化石基。从环境的角度来看，如果使用天然气生产钢铁、电池和氢气，那这一概念就没有意义。”Ola Wendt表示。但他解释说，有很多研究正在进行当中。例如在可再生能源的帮助下，通过将水分解成氢气和氧气来生产“绿色氢”。

同时，Ola Wendt也认为，可再生和气候友好型替代品需要政治决策才能获得适当的立足点。“它需要更便宜的价格，还需要政治决定。可再生能源没有机会和那些从地里挖出来的化石燃料竞争，因为对于化石燃料来说，成本几乎只有运输。”