科學家研發(fā)熱力學可逆氫反應器 生產純凈氫氣

圖源：紐卡斯爾官網

    氫是一種非常有用的燃料，可用于工業(yè)以及氫動力汽車。盡管氫是地球上最豐富的元素，卻很難捕獲和提純，相關過程能耗多，而且不環(huán)保。據(jù)外媒報道，英國紐卡斯爾大學領導的一個國際科學家團隊，首次研發(fā)出熱力學可逆的氫化學反應器。

    這一新型氫氣發(fā)生器通過固態(tài)氧儲層，在反應氣流之間傳輸氧氣，避免反應氣體混合。該儲層與反應氣流保持接近平衡的狀態(tài)，當反應氣流沿著反應軌跡運動時，能夠保留對其所處環(huán)境的“化學記憶”。其結果是，氫以純產品流的形式產生，無需對最終產品進行昂貴的分離。

    紐卡斯爾大學化學工程教授、主要研究人員Ian Metcalfe教授說：“化學變化通常是通過多種反應物混合并加熱的反應實現(xiàn)的。但這一過程耗時耗能，反應物轉化不完全，最終的混合產物需要分離。有了氫記憶反應器，我們可以生產出純凈的、分離的產品，近乎完美。”

    氫是一種清潔能源，通常通過分裂水分子獲得。在熱力學上，目前的化學、機械或電氣分離方法都是不可逆的。這意味著所生產的氫必須從其他產物中分離出來，這是一個漫長低效的過程。新反應器接近熱力學可逆操作，可以更快更有效地生產綠色氫?？茖W家稱其為“一步單元”。

    水和一氧化碳反應生成氫氣和二氧化碳，碳很容易被攜帶到最終產品中。新反應器阻止碳以一氧化碳或二氧化碳的形式進入所生產的氫氣流中，避免產品受到污染。根據(jù)研究小組的設計，儲層的“翻轉”有點像開關，在系統(tǒng)中可以快速實現(xiàn)轉換，這樣，二氧化碳和氫氣就可以作為純產物在反應器的兩端產生。Metcalfe教授補充說:“傳統(tǒng)生產氫的過程，需要兩個反應器和一個分離裝置，我們的反應器可以在一個裝置內完成所有的步驟。除了用于生產氫，記憶反應器的概念也可以應用到其他生產過程中?！?/p>

    科學家說，氫記憶反應器可以徹底改變氫氣的生產，影響整個能源行業(yè)。