能源是人类可持续发展的一大保证,随着化石燃料的枯竭,人类急需寻找替代能源。水的储量非常丰富,遍布于地球上,全球70%的面积都被水覆盖。水是由氢和氧组成的化合物,如果能够把水分解为氢气和氧气,那么,人类将会有取之不尽用之不竭的再生能源,这是因为氢气燃烧之后的产物还是水。根据刊载于《国际氢能杂志》(International Journal of Hydrogen Energy)的研究报告,一种漂浮在海上的装置可以利用太阳能把海水分解为氢气和氧气。
氢气是燃料电池汽车的清洁燃料,它们在燃烧之后只会产生水。但到目前为止,氢气都是从天然气中通过耗费很大的能量分离而来。
为此,科学家一直在努力寻找制取氢气的可持续方法。一种方法把水将电解为氢气和氧气,但这种方法需要消耗很大的电能。后来,研究人员利用太阳能产生电,然后在薄膜的帮助下把水分解为氢气和氧气。然而,这种膜非常昂贵并且又易碎,如果不是使用纯水还会很容易降解。
相比之下,哥伦比亚大学的化学工程师Daniel Esposito教授研发出的新装置可以在不需要膜的情况下就能实现分解水。因此,这个新装置可以用于海水中,不会受到海水杂质、微生物的影响。该装置使用二氧化钛制成两个电极,每一个电极的其中一侧镀上了金属铂。这两个电极被连接到一个太阳能电池上,然后放入水中,并且把它们未镀铂的那一侧朝向彼此。
在太阳光的照射下,氢气泡在带负电荷的电极产生,而氧气泡则在正极产生。当气泡加入并变得足够大时,它们会浮到水面上。氢气会被收集起来,而氧气则会被排放到空气中。
不过,这个装置还需要进一步改进。因为在没有太阳光的时候,它就无法工作,所以这个装置需要把太阳光转化为可以存储的能量形式。在进行海水测试之前,研究人员还在对装置进行调试。如果这种技术成熟之后,人类将会实现一种低成本、可持续的氢气制取方式,这将给能源领域带来巨大的变革。