西北大学的研究人员开发了一种高效且环保的方法，将氨转化为氢气。这项新技术在最新出版的《焦耳》杂志中进行了总结，这是实现零污染和氢燃料经济性的重要一步。
近年来，利用氨作为运输氢气的载体的想法越来越受到关注，因为氨比氢气更容易液化，因此更容易储存和运输。西北航空公司的技术突破，克服了现有的几种由氨生产清洁氢气的障碍。
该研究的主要作者Sosina Haier说：“氢燃料电池的缺点在于缺乏交通基础设施。”“运输氢气既困难又昂贵，但已经有了广泛的氨运输系统。它有管道。我们向世界输送大量氨作为肥料。如果把氨给我们，我们开发的电化学系统可以把它转化成氨。从氨到燃料电池，氢气可以在任何规模上得到净化。”
Haile是西北大学麦考密克工程学院材料科学与工程系的Walter P. Murphy教授，他还雇佣了应用物理和化学专业的学生。她还是西北大学可持续发展与能源研究所的联合所长。
在这项研究中，海尔和他的研究团队报告说，他们能够使用可再生电力代替化石燃料的热量将氨转化为氢气，因为该过程的温度比传统方法低得多(250摄氏度而不是250摄氏度)。50到600摄氏度)。其次，新技术生产的纯氢不需要与任何未反应的氨或其他产物分离。第三，这个过程是有效的，因为所有提供给设备的电流都直接产生氢气，没有任何寄生反应。另一个优点是，因为产生的氢气是纯净的，所以可以通过简单地增加电力来直接加压，用于高密度存储。
为了完成转化，研究人员用质子传导膜构建了一个独特的电化学电池，并将其与氨分解催化剂集成在一起。
海尔说：“氨首先遇到催化剂，催化剂将氨分解成氮气和氢气。”“在我们的电化学电池中，氢会立即转化为质子，然后被电驱动穿过质子传导膜。通过不断泵出氢气，我们进一步推动反应。这就是《查泰莱》的原则。通过去除氨分解反应的一种产物，即氢气，我们将反应向前推进，这超过了氨分解催化剂本身的能力。”
然后，氨分解产生的氢气可以用于燃料电池。像电池一样，燃料电池通过转换化学反应产生的能量来发电。与电池不同，燃料电池可以发电，只要它们提供燃料而不会失去电荷。氢气是一种清洁燃料。当在燃料电池中消耗时，它会产生水作为唯一的副产品。相反，化石燃料会产生改变气候的温室气体，如二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。
海尔预测，这项新技术可能在交通领域具有特别大的革命性。2018年，汽车、卡车、火车、轮船、飞机等交通工具造成的人员和货物流动占美国温室气体排放量的28%，超过美国任何其他经济部门。
海尔表示：“电池驱动的汽车很棒，但续航里程和材料供应肯定有问题。”“在现场以分布式方式将氨转化为氢气，将使您能够开车进入加油站，并为汽车获得加压氢气。因为电池太重，航空业对氢燃料电池越来越感兴趣。”
海尔和她的团队多年来在燃料电池领域取得了巨大的进步。作为他们工作的下一步，他们正在探索以环保方式生产氨的新方法。
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