伯明翰大學研究人員開發出一種使用鈣鈦礦催化劑在較低溫度下生產氫氣的方法。研究團隊證實，熱化學水分解可在 150°C (302°F) 至 500°C (932°F) 的溫度範圍內進行。這比現有方法降低了 500°C 或 900°F。標準熱化學循環通常需要 1300°C (2372°F) 至 1500°C (2732°F) 的溫度來再生催化劑。「這項研究刊登於《International Journal of Hydrogen Energy》，顯示該催化劑可在 150-500°C 的溫度範圍內產生大
量氫氣，並在 700 至 1000°C 的溫度下再生，」團隊在新聞稿中表示。Yulong Ding 教授領導該大學化學工程學院的研究團隊。他們發現一種名為 BNCF100 的特定鈣鈦礦配方，由鋇、鈮、鈣和鐵組成。這些材料易取得、無毒，且無需複雜合成。研究證實，該催化劑在超過十個生產循環中保持穩定且功能正常。X 射線繞射分析顯示，材料在水分解過程中結構變化極小。
解決當前生產挑戰
「此過程整體較低溫度，可使氫氣生產靠近可再生能源發電廠進行，而鋼鐵、水泥、玻璃和化工等基礎產業部門擁有大量廢熱，可作為低溫氫氣生產的熱輸入，」Ding 教授指出。現場生產氫氣可減少長距離運輸和儲存所需專用基礎設施的需求，這往往限制氫燃料的使用。「氫是宇宙中最豐富的元素，但在地球上純氫氣形式相對稀少，」新聞稿補充。「它主要以其他分子形式存在，最常見為水和碳氫化合物，如主要含甲烷的天然氣、煤炭或石油。
」要用作燃料，這些分子必須分解成組成部分。雖然氫在使用點無碳排放，但目前約 95% 生產依賴化石燃料。蒸汽甲烷重組佔全球供應近一半，但會產生二氧化碳副產品。電解是較清潔方法，但目前僅提供 4% 供應，因成本較高。「光子方法使用光驅動水轉化為氫氣，但仍處於起步階段，面臨效率、可擴展性和成本效益的重大挑戰，」新聞稿強調。 成本競爭力分析顯示，使用此鈣鈦礦催化劑的水分解比從甲烷生產藍氫或透過電解生產綠氫更便宜。
此經濟優勢在可再生能源電費低的地區最明顯，例如澳洲。此研究為伯明翰大學與北京科技大學的合作成果。伯明翰大學企業已為 BNCF 催化劑在低溫水分解中的應用申請專利。大學現正尋求產業夥伴，在英國和歐洲推進此技術。該方法適用於集中生產及工業現場本地生成。「我們的研究揭示一種能在相對低溫下產生大量氫氣的催化劑，初步技術經濟研究顯示其比現有藍色和綠色氫氣生產途徑更具成本效益，」Ding 教授總結。
