《从英国废水中释放清洁氢气的新来源》

  • 来源专题:水与大气环境治理
  • 编译者: 胡晓语
  • 发布时间:2025-04-23
  • 联合公用事业公司 (United Utilities) 在曼彻斯特最大的废水处理厂正在交付一个史无前例的项目,该项目利用污水废物中的气体生产清洁氢气。

    西北地区的自来水公司与总部位于剑桥的领先气候技术公司 Levidian 联手,展示废水产生的沼气产生氢气和超级材料石墨烯的机会。该试验在曼彻斯特生物资源中心进行,该中心是 Davyhulme 废水处理厂的一部分,现代污水处理工艺于 1914 年首次开发出来。

    在能源安全部和净零组织 (Net Zero) 的氢能 BECCS 创新计划的支持下,Levidian 的 LOOP 设备使用电磁波将甲烷气体 (CH4) 分解成氢气和碳,以石墨烯的形式捕获固体形式的碳。然后,低碳混合气体被送入 United Utilities 的现场发电机,在那里燃烧。

  • 原文来源:https://smartwatermagazine.com/news/united-utilities/unlocking-a-new-source-clean-hydrogen-uk-wastewater
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  • 《新催化剂有效地从海水中产生氢气》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-11-13
    • 海水是地球上最丰富的资源之一,它既有希望作为氢的来源(希望作为清洁能源的来源),又可以在干旱气候下提供饮用水。但是,即使能够从淡水中产生氢的水分解技术变得更加有效,海水仍然是一个挑战。 休斯顿大学的研究人员已经报告了一种新的析氧反应催化剂的重大突破,该催化剂与析氢反应催化剂相结合,能够获得能够满足工业需求的电流密度,同时需要相对较低的电压来启动海水电解。 研究人员说,这种由廉价的非贵金属氮化物组成的装置设法避免了许多障碍,这些障碍已经限制了早期从海水中廉价生产氢气或安全饮用水的尝试。这项工作在《自然通讯》中有描述。 UH德州超导中心主任任志峰和该论文的通讯作者说,一个主要障碍是缺乏一种催化剂,该催化剂无法有效地将海水分解产生氢气,同时又不释放钠,氯,钙的游离离子。海水和其他一旦释放的成分会沉积在催化剂上,使其失去活性。氯离子特别成问题,部分原因是氯需要多少电压才能释放出比释放氢所需的电压更高的电压。 研究人员用得克萨斯州沿海加尔维斯顿湾的海水测试了这些催化剂。 UH的物理学博士安德森(Mr. M.D. Anderson)表示,它还将与废水一起使用,从水中提供另一种氢源,否则未经昂贵的处理就无法使用。 他说:“大多数人使用清洁的淡水通过水分解来产生氢气。” “但是干净的淡水供应有限。” 为了解决这些挑战,研究人员设计并合成了一种使用过渡金属氮化物的三维核-壳型析氧反应催化剂,该纳米催化剂由多孔-镍泡沫上的镍-氮化铁-化合物和镍-钼-氮化物纳米棒制成。 UH的博士后研究员,同时也是华中师范大学的第一作者罗瑜说,这种新型的析氧反应催化剂与先前报道的镍-钼-氮化物纳米棒的析氢反应催化剂配对使用。 催化剂被集成到一个两电极碱性电解槽中,该电解槽可以通过热电装置或AA电池由废热提供动力。 产生每平方厘米100毫安的电流密度(电流密度的度量或mA cm-2)所需的电池电压范围为1.564 V至1.581 V. 于说,该电压非常重要,因为产生氢气需要至少1.23 V的电压,而在1.73 V的电压下会产生氯,这意味着该设备必须能够在一定电压下产生有意义的电流密度水平。在两个级别之间。 除了任和于之外,论文的研究人员还包括UH的朱青,宋少伟,Brian McElhennyy,王德智,吴春正,秦兆军,包继明和陈硕。和华中师范大学的于瑜。 ——文章发布于2019年11月11日
  • 《利用阳光从废水中吸取氢气》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-05-03
    • 氢是制造从塑料到肥料的数千种常见产品的关键组分,但生产纯氢是昂贵且能量密集的。现在,普林斯顿大学的一个研究小组利用太阳光从工业废水中分离氢气。 在2月19日发表在“能源与环境科学”杂志上的一篇论文中,研究人员报告称,他们的工艺使目前可接受的可扩展技术的速度翻了一番,这些技术通过分解水来生产氢气。 该技术采用特殊设计的腔室,带有“瑞士奶酪”黑色硅界面,可分解水并隔离氢气。在消耗废水中的有机物质时,细菌会产生电流,从而有助于该过程;反过来,电流有助于水分解过程。 该团队由民用和环境工程教授,能源与环境中心教授Zhiyong Jason Ren领导,他们选择了啤酒厂的废水进行测试。他们将废水通过室内,用一盏灯模拟太阳光,看着有机化合物分解,氢气冒出来。 该过程“使我们能够处理废水并同时产生燃料”,圣地亚哥州立大学化学与生物化学联合研究员兼助理教授Jing Gu说。 研究人员表示,该技术可能会吸引炼油厂和化工厂,后者通常使用化石燃料生产自己的氢,并且面临清洁废水的高成本。 历史上,氢生产依赖于石油,天然气或煤,以及涉及用蒸汽处理碳氢化合物原料的能源密集型方法。然后,化学品制造商将氢气与碳或氮结合,产生高价值的化学品,如甲醇和氨。这两者是合成纤维,肥料,塑料和清洁产品以及其他日常用品的成分。 虽然氢可以用作汽车燃料,但化学工业目前是氢的最大生产者和消费者。根据美国能源情报署2016年的一份报告,在高度工业化国家生产化学品比生产铁,钢,金属和食品需要更多的能源。该报告估计,在未来二十年内,生产基础化学品将继续成为能源的最大工业消费者。 “这对化工和其他行业来说是一个双赢的局面,”该研究的第一作者,安德林格中心的副研究学者鲁鲁说。 “他们可以节省废水处理,并通过这种制氢过程节省能源消耗。” 据研究人员称,这是第一次使用光催化技术将实际废水(而非实验室制造的溶液)用于生产氢气。研究人员表示,该团队连续四天产生气体,直至废水耗尽,这是非常重要的,因为在使用几个小时后,从水中生产化学品的可比系统一直失败。研究人员通过监测细菌产生的电子数量来测量氢气产量,这与产生的氢气量直接相关。对于类似的实验室实验,测量结果处于高端,Ren说,这是具有工业用扩展潜力的技术的两倍。 Ren说他认为这种技术具有可扩展性,因为用于隔离氢气的腔室是模块化的,并且可以堆叠多个腔室以处理更多废水并产生更多氢气。 尽管尚未进行生命周期分析,但研究人员表示,该过程至少是能量中性的,即使不是能量积极的,也不需要化石燃料来产生氢气。 研究人员表示,未来他们可能会尝试生产更多的氢气和其他气体,并期待将这项技术应用于工业。 ——文章发布于2019年5月1日