示意圖展示了氫氣製取系統和用於電源的燃料電池的組合。圖片：劉靜
自工業革命以來，能源對環境的影響引起了人們的關注。最近，這驅使研究人員尋找清潔和可再生能源的可行選擇。
由於氫的價格合理和對環境友好，因此氫可替代化石燃料用於能源。然而，由於其密度低，氫難以有效地運輸，並且許多車載氫生成方法緩慢且耗能大。
來自中國科學院和清華大學的研究人員開發了用於燃料電池的實時、按需產生氫的技術。燃料電池是一種安靜、清潔的能源形式。他們在《可再生和可持續能源雜誌》中描述了他們的研究結果。
研究人員使用鎵、銦、錫和鉍的合金生成氫。當合金遇到浸入水中的鋁板時，會產生氫。製得的氫與質子交換膜燃料電池（PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell）的連接，這是一種將化學能轉化為電能的燃料電池。
反應物是一塊厚度為1mm的3克重鋁板，15克Ga-In-Sn-Bi合金和80毫升0.1M氯化鈉溶液。獲得6V電壓以0.12A的電流持續輸出超過1小時，最大輸出功率為0.73W。
“與傳統的發電方法相比，PEMFC具有更高的轉換效率。”中國科學院和清華大學劉靜教授說：“它可以快速啟動並安靜地運行。此外，此過程的主要好處是它產生的唯一產品是水，因此對環境無害。”
他們發現向合金中添加鉍對氫的產生有很大的影響。與鎵、銦和錫的合金相比，包括鉍的合金導致更穩定和持久的氫生成反應。然而，重要的是能夠回收合金以進一步降低成本和環境影響。
劉靜教授說：“現有的反應後混合物分離方法存在各種問題。酸或鹼溶液可以溶解氫氧化鋁，但也會引起腐蝕和汙染問題。”
其他副產物去除方法困難且效率低下，並且氫反應過程中的散熱問題也需要優化。解決了這些困難後，即可將該技術用於從運輸到便攜式設備的應用。
劉靜教授說：“這種方法的優點是可以實現實時和按需制氫。這可能為綠色和可持續的能源時代提供可能性。”
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