麻省理工學(xué)院（MIT）研究人員成功開(kāi)發(fā)一種電化學(xué)工藝，能夠從液態(tài)氨中高效分離出高純度氫氣。該成果已發(fā)表于《自然》期刊。與傳統(tǒng)氨裂解需超過(guò)500攝氏度的高溫不同，新工藝運(yùn)行溫度僅為200至300攝氏度，顯著降低能耗并省去后續(xù)純化步驟，使產(chǎn)出的氫氣可直接用于燃料電池、半導(dǎo)體制造及化工流程。

該技術(shù)核心在于一套組合系統(tǒng)：包含鈀分離膜、產(chǎn)氫電極與熔融氫氧化電解質(zhì)。氨首先在含釕和銫的催化劑作用下初步脫氫，釋放的氫氣在電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)穿過(guò)選擇性鈀膜。膜另一側(cè)的熔融電解質(zhì)促使氫氣解離為質(zhì)子與電子，兩者經(jīng)外電路重組后再次生成純凈氫氣。研究負(fù)責(zé)人尤格什·蘇倫德拉納特指出，該連續(xù)提取機(jī)制能有效克服反應(yīng)平衡限制，實(shí)現(xiàn)低濃度向高濃度的氫氣定向輸送。

此項(xiàng)研究由麻省理工學(xué)院唐納科學(xué)教授兼化學(xué)工程教授蘇倫德拉納特?fù)?dān)任通訊作者，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）材料科學(xué)與工程系教授曾銳作為第一作者領(lǐng)銜完成。項(xiàng)目獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助。哥倫比亞大學(xué)化學(xué)與生物工程教授柯蒂斯·伯林奎特評(píng)價(jià)該方法為“獲取高純氫的強(qiáng)大新途徑”，認(rèn)為其通過(guò)電力輔助加速脫氫并同步產(chǎn)出凈化氣流，為穩(wěn)定化學(xué)載體儲(chǔ)運(yùn)氫氣提供了可行路徑。

除氨之外，研究團(tuán)隊(duì)還驗(yàn)證了該策略對(duì)甲基環(huán)己烷等液態(tài)有機(jī)氫載體（LOHC）的適用性。未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋汽車(chē)、客車(chē)、船舶以及電子元器件生產(chǎn)。目前團(tuán)隊(duì)正著手減少鈀金屬用量以控制成本，并推進(jìn)工藝放大與同類(lèi)脫氫反應(yīng)的工業(yè)適配。