利用非传统水源增加绿色氢气

大规模高效生产绿色氢能对于减少碳燃料的使用至关重要。然而，进行这种转变是棘手的，因为在运输和分配氢气方面存在许多挑战。

一组研究人员提供了一种新方法：使用电解从废水和其他非传统来源中产生氢气，这些来源位于氢气消耗地附近。他们的研究结果于7月13日发表在《环境科学与技术》上。

大约95%的氢气是由化石燃料制成的。相反，找到好的水源可以大大减少这种情况。

“我们有所有这些未充分利用的来源 - 处理过的废水，资源开采废水，我们可以处理的工业废水，”化学与环境工程助理教授，该研究的主要作者Lea Winter说。“我们可能不想将它们用于饮用水，但我们可以将它们用于其他目的，这将节省饮用水供饮用，这对于缺水地区尤其重要。

一种方法是通过电解，这是一种使用电将水分解成氧气和氢气成分的技术。大多数化学过程在更大的尺度上工作得更有效率。然而，由于电解反应仅发生在电极表面，因此水垢并不是一个因素。这为有效利用较小和分散的水源(如城市废水)开辟了潜力。

在水资源更稀缺的地方，更分散的基础设施将特别有利，因为它可以避免利用饮用水源。在许多较小的地点而不是在中央枢纽制造氢气意味着涉及的运输较少，这是分配氢气的主要成本之一。

“一旦你到达大约40公里，那么整个过程中超过一半的二氧化碳排放量来自运输，”温特说。“这突显了为什么我们可能希望将其保持在较小的规模。为此，我们希望能够利用分散的非传统水源。

研究人员说，利用这些资源可以带来丰富的能量。例如，从中型城市污水处理厂提取氢气将产生比核电站更多的氢能储存。在更大的规模上 - 例如半导体或混凝土工厂 - 回报甚至更大。

“我们从水中提取氢气可以获得的能量将比汽车每年在路上消耗的能量更多，或者比三峡大坝更多的能量，”温特说。“如果我们寻找不同的水源，并利用我们已经拥有的水处理技术，那么我们从哪里取水的问题就真的可以解决制造氢气的问题。

该研究的其他作者是梅纳赫姆·埃利梅莱希，斯特林化学与环境工程教授;纳撒尼尔·库珀;博勒姆·李;索胡姆·帕特尔;和李王。