韓國研製新一代電化學系統 利用廢甘油同時生產氫氣及增值化學品

韓國研究人員開發出一種新一代高效電化學系統,能夠利用廢甘油同時生產氫氣和增值化學品。此系統降低氫氣生產的能源成本,同時實現化學原料的共同生產,從而提升綠色氫氣的經濟可行性。韓國材料科學研究所(Korea Institute of Materials Science)首席研究員 Juchan Yang 表示:「本研究展示低成本、非貴金屬催化劑的大規模合成,並驗證其在商業相關電解槽系統中同時生產氫氣和化學原料的性能。

取代傳統氧氣析出反應,提升能源效率

蔚山國家科學技術院(Ulsan National Institute of Science and Technology)Professor Ji-Wook Jang 指出,將甘油等生物衍生副產品轉化為增值化學品的技術,是同時推進碳中和與氫經濟的關鍵策略。研究團隊強調,此研究意義重大,因為它取代傳統水電解中的陽極氧氣析出反應(OER),這是主要瓶頸,從而降低整體電池電壓、提升能源效率,並擴大電化學轉化技術的應用範圍。

研究團隊進一步指出,氫氣在碳中和時代備受矚目,各種水電解技術積極開發以實現環保生產。然而,傳統電解系統受限於陽極 OER,需要高能量輸入且反應動力學緩慢,導致整體效率和經濟性低下。為解決此問題,團隊開發陰離子交換膜水電解(AEMWE)系統,以甘油作為替代原料,在陽極應用甘油氧化反應(GOR)作為配對電解策略。甘油為生物柴油生產的豐富低成本副產品,相較傳統水電解,其反應可在更低能量輸入下進行。

此技術實現氫氣與化學原料(如甲酸鹽)的同時生產,與僅產氫的傳統水電解不同。系統對目標化學品(甲酸鹽)的選擇性達約 96%,並在 79 cm² 大面積電解槽中確認穩定性能,顯示其工業應用潛力。研究人員強調,此技術為利用廢生物資源同時生產氫氣和化學原料的有前景電化學平台,降低綠色氫氣成本並提升資源利用效率。它整合能源與化學製造流程,提供碳中和生產策略,並具備擴展至連續運作及兆瓦(MW)規模的潛力。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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