挪威科技大學（NTNU）的博士生高橋幸宏（Yukihiro Takahashi）近日發現了一種使氫燃料更便宜、更高效及更快速的生產方法。如果這一新工藝能夠擴大應用，將有助於使氫氣成為一種經濟上更具可行性的替代燃料，尤其是對比化石燃料。氫氣被視為潛在的化石燃料替代品，特別是在船舶和飛機等交通工具中。氫氣在燃料電池中使用或燃燒時，僅產生水，從而在使用點消除二氧化碳排放。對於重工業、長途運輸、航運、航空和能源儲存等領域，氫氣也可能非常重要，因為在這些領域，電池面臨著重量、續航或停機時間等挑戰。
綠色氫氣是指使用可再生電力生產的氫氣，它可以儲存過剩的風能和太陽能，從而穩定電網。儘管在成本、效率和基礎設施方面仍存在挑戰，但氫氣為實現經濟脫碳提供了一條靈活和可擴展的途徑，尤其是在目前化石燃料主導的部分經濟領域。儘管如此，目前大多數氫氣並非綠色氫氣，因為它是從化石燃料中提取的，並且浪費了大量能源。真正的綠色氫氣雖然清潔，但目前在大規模生產上成本過高。
高橋的研究旨在降低氫氣生產的成本和提高可靠性。目前，大多數氫燃料是通過電解水，將水分解為氫和氧來製造的，這一過程稱為堿性水電解（alkaline water electrolysis, AWE）。在這些設備內部，金屬板（電極）負責導電，能夠在惡劣的化學環境中生存，並促進反應的快速進行。為了使其正常運行，這些板通常會塗覆鎳。鎳的重要性在於它在堿性環境中抗腐蝕，同時作為催化劑，加速氫氣的生產。
然而，這一過程存在一個問題。鎳通常是通過電鍍的方式塗覆在金屬板上，但如果電流分佈不均，可能導致不均勻的塗層，進而造成鎳的浪費以及不必要的厚層，最終導致性能不佳和成本上升。為了解決這一問題，高橋引入了複合劑，這些複合劑有助於將鎳離子更均勻地附著在板上，同時減緩鎳沉積的速度。
這一方法有助於鎳更均勻和可預測地結合，最終提高最終產品的質量並降低成本。高橋通過預測性的數學模型實現了這一點，該模型模擬了鎳在不同條件下的行為，如 pH 變化、不同電流和塗層厚度。根據高橋的說法，這一新模型可以在製作塗層之前預測其效果。這最終在現實世界中轉化為更少的失敗批次、減少材料浪費和更快的優化。
這一發現不僅對鎳和電解槽的設計至關重要，還可能最終導致每單位綠色氫氣的成本降低。此外，它將大大提高製造的一致性，節省時間、能源和原材料。這一方法還可以應用於其他電化學過程，而不僅限於氫氣。相關研究可在挪威研究信息資料庫中查閱。
