研究人員已經開發出兩種獨特的節能和經濟高效的系統，利用尿液和廢水中的尿素產生氫氣。

　　這種獨特的系統揭示了經濟地產生“綠色”氫的新途徑，這是一種可持續的可再生能源，以及具有修復水生環境中含氮廢物的潛力。

　　通常，氫氣是通過電解將水分解成氧和氫來產生的。這是一項很有前途的技術，可以幫助解決全球能源危機，但這一過程是能源密集型的，與從化石燃料中提取氫（灰氫）相比，成本過高，而從化石燃料中提取氫本身就是一個不受歡迎的過程，因為它會產生碳排放。

　　與水相比，從尿素中產生氫的電解系統使用的能源要少得多。

　　盡管有這樣的優勢，現有的尿素基系統仍面臨著一些限制，例如能夠提取的氫氣量少，產生有害的含氮副產物（硝酸鹽和亞硝酸鹽），這些副產物有毒，與氫氣生產競爭，進一步降低了系統的整體效率。

　　來自澳大利亞研究理事會碳科學與創新卓越中心（COE-CSI）和阿德萊德大學（the University of Adelaide）的研究人員已經開發出兩種基于尿素的電解系統，克服了這些問題，并且可以生產綠色氫，他們計算的成本與生產灰色氫的成本相當或更便宜。

　　每個系統的研究分別發表在不同的論文中，一篇發表在《Angewandte化學國際版》上，另一篇發表在《自然通訊》上。Xintong Gao博士研究生是《Angewandte化學國際版》論文的第一作者，他來自校化學工程學院COE-CSI首席研究員Yao Zheng教授和COE-CSI副主任兼首席研究員Shizhang Qiao教授領導的團隊。

　　從純尿素中制造氫氣并不是什么新鮮事，但研究小組發現了一種更容易獲得、成本效益更高的方法，即使用尿液作為純尿素的替代來源。

　　Zheng教授說：“雖然我們還沒有解決所有的問題，但如果這些系統擴大規模，我們的系統產生無害的氮氣，而不是有毒的硝酸鹽和亞硝酸鹽，而且這兩種系統都將比純水分解系統節省20-27%的電力?！?/p>

　　“我們需要降低制造氫的成本，但要以碳中和的方式。我們第一篇論文中的系統，雖然使用了獨特的無膜系統和新型銅基催化劑，但使用了純尿素，這是通過Haber-Bosch合成氨工藝生產的，這是能源密集型的，釋放了大量的二氧化碳。我們通過使用一種綠色的尿素來源——人類尿液來解決這個問題，這是我們第二篇論文中研究的系統的基礎?！?/strong>

　　尿液或尿素也可以來自污水和其他含氮廢物的廢水。然而，尿在電催化系統中出現了另一個問題。尿液中的氯離子會引發反應，產生氯，導致系統陽極發生不可逆轉的腐蝕，從而發生氧化和電子損失。

　　Qiao教授說：“在第一個系統中，我們開發了一種創新的、高效的無膜尿素電解系統，用于低成本制氫。”

　　“在第二個系統中，我們開發了一種新的氯介導氧化機制，使用碳載體上的鉑基催化劑從尿液中產生氫?！?/p>

　　鉑是一種昂貴、珍貴和有限的金屬，作為催化材料的需求日益增長，這是不可持續的。ARC碳科學與創新卓越中心的核心使命是為傳統的能源和化學工業提供變革性的碳催化劑技術。

　　阿德萊德大學的團隊將在這一基礎研究的基礎上，開發碳支撐的非貴金屬催化劑，用于構建無膜尿廢水系統，在修復廢水環境的同時實現低成本的綠色氫回收。

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