伯明翰大學的研究人員開發了一種新的低溫氫氣方法，可以使製造清潔燃料更便宜、更實用。該技術可用於大型集中設施以及利用大型工業運作廢熱的小型本地系統。
氫是宇宙中最豐富的元素，被視為清潔能源的重要來源。當用作燃料時，它只產生水和熱量，而不產生二氧化碳和與化石燃料相關的其他污染物。氫還可以為發電的燃料電池提供動力。儘管具有這些優勢，目前約 95% 的氫氣生產仍依賴化石燃料。
新型催化劑顯著降低氫氣溫度
一種有前途的生產氫氣的方法是熱化學水分解，這是一種催化劑將水分解成氫氣和氧氣的過程。現有的熱化學系統需要非常高的溫度。水分解通常發生在700-1000之間 哦C、催化劑再生步驟常需要1300-1500℃的溫度 哦C 在開始另一個生產週期之前。
由伯明翰大學化學工程學院的 Yulong Ding 教授領導的研究小組表明，使用鈣鈦礦催化劑可以顯著降低這些溫度。
根據該雜誌發表的研究結果 國際氫能雜誌新催化劑在150-500℃的溫度下產生大量氫氣。 哦它也可以在700-1000°C的溫度下再生 哦C、約500 哦C 比目前的方法小。
丁教授表示：「較低的整體製程溫度可以使再生能源工廠周圍能夠生產氫氣，而鋼鐵、水泥、玻璃和化學等基礎工業部門有大量廢熱，可以利用這些廢熱作為熱量輸入來生產低溫氫氣。如果氫氣在當地使用，這將克服氫氣儲存和障礙，而不需要昂貴的基礎設施。」
相對於綠氫和藍氫的潛在成本優勢
研究人員也進行了初步的經濟分析。他們的研究結果表明，使用新型鈣鈦礦催化劑分解水可以比綠氫（透過電解水產生）和藍氫（透過用於碳捕獲和儲存的甲烷產生）更低的成本生產氫氣。
在再生電力相對便宜的地區，包括澳洲等國家，經濟效益尤其強勁。
該計畫是與北京科技大學（USTB）合作進行的。伯明翰大學正在努力將該技術在英國和歐洲商業化。伯明翰大學已提交了在低溫水分解中使用 BNCF 催化劑的專利申請，並正在尋找合作夥伴來幫助進一步開發該技術。
為什麼水的熱化學分解很重要？
儘管宇宙中最豐富的元素是氫，但純氫氣在地球上並不常見。相反，氫通常與其他元素結合，最常見的是水和碳氫化合物燃料，如天然氣、煤炭和石油。氫氣的產生需要分解這些化合物。
如今，主要生產方法是蒸氣重整，分離氫氣和甲烷。這個過程幾乎佔全球氫氣生產的一半。但同時也會產生CO2除非增加碳捕獲和儲存系統，否則會限制其環境效益。
電解提供了一種更清潔的替代方案，因為它利用電力將水分解為氫氣和氧氣。然而，它仍然比基於甲烷的生產更昂貴，目前僅供應全球約 4% 的氫氣。2 要求
其他新興方法則依靠光驅動反應從水中產生氫氣。儘管前景廣闊，這些光子技術仍處於起步階段，並面臨效率、可擴展性和成本方面的障礙。
鈣鈦礦催化劑的工作原理
鈣鈦礦是具有網狀結構的材料，可以吸收框架中的氧氣並幫助分解含氧化合物。
伯明罕團隊專注於一種稱為 BNCF 鈣鈦礦的特殊族群，它由鋇、鈮、鈣和鐵製成。這些材料相對豐富，不需要複雜的製造工藝，並且不含有毒成分。
研究人員發現，BNCF 鈣鈦礦可以在比之前想像的低得多的溫度下吸收氧氣。在測試的材料中，BNCF100 版本的性能最佳。
研究表明，BNCF100 可以在比現有水分解催化劑更低的溫度下再生，同時在 10 個生產週期內仍能產生氫氣。 X射線衍射分析顯示，測試過程中材料的結構變化非常小，顯示穩定性很高。
丁教授說：“我們的研究發現了一種能夠在相對較低的溫度下生產高產率氫氣的催化劑，初步的技術經濟研究表明，與現有的藍色和綠色氫氣路線相比，它具有成本效益。”
