眾所周知，磁翻板液位計(jì)可以加速化學(xué)反應(yīng)，但是廣泛使用的金屬鉑不僅稀有，而且價(jià)格昂貴。

    埃因霍溫科技大學(xué)（TU / e）的科學(xué)家與來(lái)自中國(guó)，日本和新加坡的研究人員合作，開(kāi)發(fā)出了一種具有20倍高活性的替代磁翻板液位計(jì)，該磁翻板液位計(jì)具有中空的鎳鉑合金納米籠。

    TU / e科學(xué)家Emiel Hensen更喜歡利用這種新型磁翻板液位計(jì)在將來(lái)制造出一種冰箱大小的電解器，該電解器約為10 MW。研究結(jié)果將于2019 年11月15 日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

    中央政府的目標(biāo)是到2050年從可持續(xù)能源中獲取荷蘭幾乎所有的能源需求?？沙掷m(xù)能源包括風(fēng)或太陽(yáng)。但是，這些能源無(wú)法連續(xù)使用，因此，至關(guān)重要的是保存所產(chǎn)生的能量。

    考慮到它們的低能量密度，電池不適合存儲(chǔ)大量能量。化學(xué)鍵提供了更好的解決方案，其中氫氣是zui明顯的氣體選擇。在水的幫助下，電解槽將過(guò)量的電能轉(zhuǎn)化為氫氣，然后可以存儲(chǔ)這種氣體。

    在隨后的階段，燃料電池進(jìn)行相反的操作，即它將存儲(chǔ)的氫變回電能。但是，兩種技術(shù)都需要磁翻板液位計(jì)來(lái)加快這一過(guò)程。

    由于其高活性，有助于這些能量轉(zhuǎn)化的磁翻板液位計(jì)主要由鉑組成。然而，這種金屬相對(duì)稀少且非常昂貴。如果燃料電池和電解器必須以商業(yè)規(guī)模使用，則這會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。

    有效的磁翻板液位計(jì)是表現(xiàn)出高活性的磁翻板液位計(jì)。每秒將更多的水分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅洹?/p>

     Hensen繼續(xù)說(shuō)道：“ 在TU / e，我們研究了鎳對(duì)關(guān)鍵反應(yīng)步驟的影響，為此，我們基于電子顯微鏡的圖像開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)模型。通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算，我們能夠預(yù)測(cè)新合金的活性，并且我們可以理解為什么這種新磁翻板液位計(jì)如此有效。”

    在燃料電池中成功測(cè)試
    除了金屬的其他選擇外，科學(xué)家還對(duì)形態(tài)進(jìn)行了相當(dāng)大的改變。在磁翻板液位計(jì)內(nèi)，原子必須與水和/或氧分子鍵合才能改變它們。因此，額外的結(jié)合位點(diǎn)將導(dǎo)致更高的活性。

    使用量子化學(xué)計(jì)算，Hensen還證明了納米籠的特定表面結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步提高活性。

    根據(jù)Hensen模型的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)兩種溶液的活性合計(jì)為20倍，比現(xiàn)有的鉑磁翻板液位計(jì)更有效?？茖W(xué)家在燃料電池的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。

    “ 對(duì)許多基礎(chǔ)工作的重要批評(píng)是，它在實(shí)驗(yàn)室中完成了它的工作，但是當(dāng)有人將其放在真實(shí)設(shè)備中時(shí)，它通常是行不通的。我們已經(jīng)表明，這種新型磁翻板液位計(jì)可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用，” Hensen補(bǔ)充說(shuō)。

    磁翻板液位計(jì)的穩(wěn)定性應(yīng)使其在將來(lái)可在房屋或氫氣汽車(chē)中連續(xù)發(fā)揮作用。因此，研究人員在燃料電池中測(cè)試了50,000個(gè)“圈”的磁翻板液位計(jì)，并觀察到活性略有降低。

    每個(gè)地區(qū)都有電解槽
    這種新穎的磁翻板液位計(jì)以燃料電池的形式以及電解槽中的逆反應(yīng)提供了許多可能性。例如，燃料電池用于氫動(dòng)力汽車(chē)，而某些醫(yī)院已經(jīng)使用了帶有氫動(dòng)力燃料電池的應(yīng)急發(fā)電機(jī)。

    例如，電解器可以在海上的風(fēng)電場(chǎng)上使用，或者甚至可以與每個(gè)單個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)相鄰使用。與運(yùn)輸電力相比，運(yùn)輸氫氣相對(duì)便宜。

    Hensen繼續(xù)說(shuō)：“ 將來(lái)，地下天然氣管道將輸送氫氣，而家用中央供暖鍋爐將由燃料電池代替，燃料電池將存儲(chǔ)的氫氣轉(zhuǎn)化為電能。這樣我們才能充分利用陽(yáng)光。”

    但是，要做到這一點(diǎn)，電解槽仍必須經(jīng)過(guò)大量的開(kāi)發(fā)。Hensen與Brabant地區(qū)的工業(yè)合作伙伴以及其他TU / e科學(xué)家一起，目前參與了Eindhoven TU能源研究所的啟動(dòng)。該研究所的目標(biāo)是將現(xiàn)有的市售電解槽提高到約10 MW的冰箱大小的電解槽。
    眾所周知，磁翻板液位計(jì)可以加速化學(xué)反應(yīng)，但是廣泛使用的金屬鉑不僅稀有，而且價(jià)格昂貴。

    埃因霍溫科技大學(xué)（TU / e）的科學(xué)家與來(lái)自中國(guó)，日本和新加坡的研究人員合作，開(kāi)發(fā)出了一種具有20倍高活性的替代磁翻板液位計(jì)，該磁翻板液位計(jì)具有中空的鎳鉑合金納米籠。

    TU / e科學(xué)家Emiel Hensen更喜歡利用這種新型磁翻板液位計(jì)在將來(lái)制造出一種冰箱大小的電解器，該電解器約為10 MW。研究結(jié)果將于2019 年11月15 日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

    中央政府的目標(biāo)是到2050年從可持續(xù)能源中獲取荷蘭幾乎所有的能源需求?？沙掷m(xù)能源包括風(fēng)或太陽(yáng)。但是，這些能源無(wú)法連續(xù)使用，因此，至關(guān)重要的是保存所產(chǎn)生的能量。

    考慮到它們的低能量密度，電池不適合存儲(chǔ)大量能量?；瘜W(xué)鍵提供了更好的解決方案，其中氫氣是zui明顯的氣體選擇。在水的幫助下，電解槽將過(guò)量的電能轉(zhuǎn)化為氫氣，然后可以存儲(chǔ)這種氣體。

    在隨后的階段，燃料電池進(jìn)行相反的操作，即它將存儲(chǔ)的氫變回電能。但是，兩種技術(shù)都需要磁翻板液位計(jì)來(lái)加快這一過(guò)程。

    由于其高活性，有助于這些能量轉(zhuǎn)化的磁翻板液位計(jì)主要由鉑組成。然而，這種金屬相對(duì)稀少且非常昂貴。如果燃料電池和電解器必須以商業(yè)規(guī)模使用，則這會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。

    有效的磁翻板液位計(jì)是表現(xiàn)出高活性的磁翻板液位計(jì)。每秒將更多的水分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅洹?/p>

     Hensen繼續(xù)說(shuō)道：“ 在TU / e，我們研究了鎳對(duì)關(guān)鍵反應(yīng)步驟的影響，為此，我們基于電子顯微鏡的圖像開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)模型。通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算，我們能夠預(yù)測(cè)新合金的活性，并且我們可以理解為什么這種新磁翻板液位計(jì)如此有效。”

    在燃料電池中成功測(cè)試
    除了金屬的其他選擇外，科學(xué)家還對(duì)形態(tài)進(jìn)行了相當(dāng)大的改變。在磁翻板液位計(jì)內(nèi)，原子必須與水和/或氧分子鍵合才能改變它們。因此，額外的結(jié)合位點(diǎn)將導(dǎo)致更高的活性。

    使用量子化學(xué)計(jì)算，Hensen還證明了納米籠的特定表面結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步提高活性。

    根據(jù)Hensen模型的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)兩種溶液的活性合計(jì)為20倍，比現(xiàn)有的鉑磁翻板液位計(jì)更有效。科學(xué)家在燃料電池的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。

    “ 對(duì)許多基礎(chǔ)工作的重要批評(píng)是，它在實(shí)驗(yàn)室中完成了它的工作，但是當(dāng)有人將其放在真實(shí)設(shè)備中時(shí)，它通常是行不通的。我們已經(jīng)表明，這種新型磁翻板液位計(jì)可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用，” Hensen補(bǔ)充說(shuō)。

    磁翻板液位計(jì)的穩(wěn)定性應(yīng)使其在將來(lái)可在房屋或氫氣汽車(chē)中連續(xù)發(fā)揮作用。因此，研究人員在燃料電池中測(cè)試了50,000個(gè)“圈”的磁翻板液位計(jì)，并觀察到活性略有降低。

    每個(gè)地區(qū)都有電解槽
    這種新穎的磁翻板液位計(jì)以燃料電池的形式以及電解槽中的逆反應(yīng)提供了許多可能性。例如，燃料電池用于氫動(dòng)力汽車(chē)，而某些醫(yī)院已經(jīng)使用了帶有氫動(dòng)力燃料電池的應(yīng)急發(fā)電機(jī)。

    例如，電解器可以在海上的風(fēng)電場(chǎng)上使用，或者甚至可以與每個(gè)單個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)相鄰使用。與運(yùn)輸電力相比，運(yùn)輸氫氣相對(duì)便宜。

    Hensen繼續(xù)說(shuō)：“ 將來(lái)，地下天然氣管道將輸送氫氣，而家用中央供暖鍋爐將由燃料電池代替，燃料電池將存儲(chǔ)的氫氣轉(zhuǎn)化為電能。這樣我們才能充分利用陽(yáng)光。”

    但是，要做到這一點(diǎn)，電解槽仍必須經(jīng)過(guò)大量的開(kāi)發(fā)。Hensen與Brabant地區(qū)的工業(yè)合作伙伴以及其他TU / e科學(xué)家一起，目前參與了Eindhoven TU能源研究所的啟動(dòng)。該研究所的目標(biāo)是將現(xiàn)有的市售電解槽提高到約10 MW的冰箱大小的電解槽。