將水分解成部分的突破可以幫助使可再生能源得到回報，即使在太陽不照耀，風不吹的時候也是如此。

在可用于水分解時使用太陽能和風能，該過程利用電將H 2 O分解為氫和氧，從而提供了一種以氫燃料形式存儲能量的方法。

目前，最流行的用于水分解或水電解的系統(tǒng)依靠貴金屬作為催化劑，但是包括洛斯阿拉莫斯國家實驗室和華盛頓州立大學的科學家在內的合作研究團隊開發(fā)了一種使用更便宜，更豐富的系統(tǒng)。材料。他們在3月9日發(fā)表在《自然能源》上的論文中描述了這一進展。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家Yu Seung Kim說：“當前的水電解系統(tǒng)使用非常昂貴的催化劑。在我們的系統(tǒng)中，我們使用便宜得多的鎳鐵基催化劑，但性能可比。”和相應的作者在紙上。

當今大多數(shù)水的分解是使用稱為質子交換膜水電解器的設備進行的，該設備以高生產(chǎn)率產(chǎn)生氫氣。它價格昂貴，并且在酸性條件下工作，需要貴金屬催化劑(例如鉑和銥)以及由鈦制成的耐腐蝕金屬板。

該研究團隊通過使用陰離子交換膜電解槽在堿性或堿性條件下將水分解來解決此問題。這種類型的電解器不需要基于貴金屬的催化劑。實際上，由WSU機械與材料工程學院教授Lin Yuehe領導的團隊創(chuàng)??造了一種基于鎳和鐵的催化劑，這些元素在環(huán)境中更便宜，更豐富。

Lin的團隊與Los Alamos的Kim共享了他們的研發(fā)成果，后者的團隊又開發(fā)了用于催化劑的電極粘合劑。電極粘合劑是氫氧化物導電聚合物，可與催化劑結合并為快速電化學反應提供高pH環(huán)境。

Los Alamos開發(fā)的電極粘合劑和WSU的催化劑的結合，將氫氣的生產(chǎn)速度提高了近十倍于以前的陰離子交換膜電解槽，是可與更昂貴的質子交換膜電解槽相媲美的。

根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，目前每年在美國生產(chǎn)約1000萬噸的氫氣，其中大部分是通過在稱為天然氣重整的過程中使用天然氣。林說，分水過程產(chǎn)生的氫氣由可再生能源發(fā)電提供動力，具有許多經(jīng)濟和環(huán)境效益。

林說，他說：“水分解是一種清潔技術，但是你需要用電才能做到這一點。” “現(xiàn)在我們擁有大量可再生能源，風能和太陽能，但它是間歇性的。例如，在晚上，我們不能使用太陽能，但是如果在白天，我們可以使用額外的能量將其轉換為其他能量，像氫一樣，這是非常有前途的。”

到2023年，全球氫氣發(fā)電市場預計將達到1,991億美元。潛在的氫氣能源市場包括從大規(guī)模能源轉換和電網(wǎng)管理到汽車燃料電池的所有領域。林估計，美國大約有600個風電場已準備好直接連接至水電解系統(tǒng)。