如何將氨無縫轉化為綠色氫

 海爾說：“氨氣首先遇到將其分解成氮氣和氫氣的催化劑。” “氫立即被轉化為質子，然后被電驅動穿過我們電化學電池中的質子傳導膜。通過不斷地抽出氫，我們推動反應進一步進行。這就是勒查特利爾原理。通過除去氨分解反應的產物之一，即氫氣，我們使反應向前推進，超出了氨分解催化劑單獨可以完成的能力。”

Haile預測，這項新技術在交通運輸領域可能會特別具有變革性。2018年，汽車，卡車，火車，輪船，飛機和其他車輛引起的人員和貨物流動占美國溫室氣體排放量的28%，比美國任何其他經濟部門都要多。

海爾說：“電池驅動的汽車很棒，但范圍和材料供應肯定存在問題。” “將氨在現場以分布式方式轉化為氫氣將使您能夠開車進入加油站并為汽車獲得加壓的氫氣。由于電池太重，因此航空業對氫氣燃料電池的興趣也越來越高。”

多年來，Haile和她的團隊在燃料電池領域取得了重大進展。作為工作的下一步，他們正在探索以環保方式生物試劑氨的新方法。

西北大學的研究人員已經開發出一種高效，環保的方法，可將氨轉化為氫氣。這項新技術在《焦耳》雜志的-新出版物中進行了概述，是實現*，氫燃料經濟的重要一步。

近年來，使用氨作為輸送氫的載體的想法越來越受到關注，因為氨比氫更容易液化，因此更易于儲存和運輸。美國西北航空公司的技術突破克服了現有的幾種由氨生物試劑清潔氫氣的障礙。

該研究的主要作者索西納·海爾說：“氫燃料電池的弊端在于缺乏運輸基礎設施。” “運輸氫氣既困難又昂貴，但是已經有一個廣泛的氨氣輸送系統。它有管道。我們向*輸送大量的氨用于肥料。如果給我們氨氣，我們開發的電化學系統可以將其轉化為氨氣。氨到燃料電池，可在任何規模的現場清潔氫氣。”

Haile是西北大學麥考密克工程學院材料科學與工程系的Walter P. Murphy教授，另外還聘用了應用物理和化學專業。她還是西北大學全校可持續發展與能源研究所的聯合主任。

在這項研究中，Haile及其研究小組報告說，他們能夠使用可再生電力而不是化石燃料熱能來進行氨到氫的轉化，因為該過程的溫度遠低于傳統方法的溫度(250攝氏度，而不是250攝氏度)。 500到600攝氏度)。第二，新技術產生的純氫不需要與任何未反應的氨或其他產品分離。第三，該過程是有效的，因為提供給設備的所有電流都直接產生氫，而不會造成任何寄生反應。另外一個優點是，由于產生的氫氣是純凈的，因此可以通過簡單地增加電功率將其直接加壓以進行高密度存儲。

為了完成轉化，研究人員用質子傳導膜構建了一個*的電化學電池，并將其與氨分解催化劑整合在一起。

然后，由氨分解產生的氫可用于燃料電池中。像電池一樣，燃料電池通過轉換化學反應產生的能量來產生電能。與電池不同，燃料電池只要提供燃料就可以發電，而不會失去電荷。氫是一種清潔燃料，當在燃料電池中消耗時，會產生水作為其唯-一的副產物。與之相反的是化石燃料，后者會產生氣候變化的溫室氣體，例如二氧化碳，甲烷和一氧化二氮。