麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)氫燃料的新方法，只需使用蘇打罐、海水和咖啡渣即可。研究小組表示，這種化學(xué)反應(yīng)可以為吸入海水的海洋車輛的發(fā)動機或燃料電池提供動力。

氫是能源生產(chǎn)去碳化游戲中的重要角色--它燃燒清潔、能量密度高，在燃料電池中使用時，唯一的副產(chǎn)品就是水。但一個主要障礙是，它很難儲存和運輸，因為微小的分子往往會直接透過容器和管道泄漏。這不僅意味著損失，過量的氫還會對大氣造成嚴重破壞。

但是，基于麻省理工學(xué)院新技術(shù)的未來系統(tǒng)可以有效地在汽車內(nèi)按需生產(chǎn)氫氣。唯一需要運輸和儲存的將是鋁粒，因為鋁粒更加穩(wěn)定，也更容易加工。

在測試中，將一粒僅重 0.3 克(0.01 盎司)的鋁粒放入新鮮的去離子水中，只需五分鐘就能產(chǎn)生 400 毫升氫氣。據(jù)研究小組估計，如果將其放大，一克鋁粒可在 5 分鐘內(nèi)產(chǎn)生驚人的 1.3 升(0.3 加侖)氫氣。

這種技術(shù)基于一個相當(dāng)簡單的化學(xué)反應(yīng)：鋁與氧氣的反應(yīng)非常強烈。因此，當(dāng)你把它浸入水中時，它會迅速從H2O中剝離出 O，留下氫分子冒出氣泡。問題是，這個過程通常不會持續(xù)太久。在這個過程中，金屬表面會形成一層薄薄的氧化鋁，阻止下面的純鋁與氧氣發(fā)生進一步的反應(yīng)。

以前的研究發(fā)現(xiàn)，摻入鎵等其他金屬可以在氧化鋁層形成時將其分解，從而達到剎車的效果。在這種情況下，研究小組用鎵和銦的合金對鋁顆粒進行了預(yù)處理，從而使反應(yīng)能夠持續(xù)更長時間。

將鋁粒浸入鎵和銦的合金中，使其"活化"。

一個潛在的缺點是鎵和銦既稀有又昂貴。但研究人員發(fā)現(xiàn)，在離子溶液中進行反應(yīng)會使合金凝結(jié)成一種可以舀出再利用的形式。方便的是，海水就是一種離子溶液。

下一個問題是，在海水中反應(yīng)速度要慢得多，需要大約兩個小時才能產(chǎn)生在淡水中五分鐘產(chǎn)生的氫氣量。通過實驗，最后一種令人驚訝的成分出現(xiàn)了。當(dāng)研究小組加入一些舊咖啡渣時，反應(yīng)明顯加快，又回到了五分鐘。經(jīng)過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵在于咪唑，這是咖啡因中的一種化合物。

研究人員提出，他們的配方是實用氫反應(yīng)器的基礎(chǔ)，尤其適用于為海洋車輛提供動力。

這項研究的主要作者 Aly Kombargi 說："這對船只或水下航行器等海上應(yīng)用來說非常有趣，因為你不必隨身攜帶海水--海水唾手可得。我們也不必攜帶氫氣罐。相反，我們可以運輸鋁作為'燃料'，只需加水就能產(chǎn)生我們需要的氫氣。"

根據(jù)他們的計算，通過將周圍環(huán)境中的海水抽入一個裝有約 40 磅(18 千克)鋁丸的反應(yīng)堆，這個小型水下滑翔機可以連續(xù)運行長達 30 天。

康巴吉說："我們展示了一種生產(chǎn)氫燃料的新方法，無需攜帶氫氣，而是攜帶鋁作為'燃料'。下一步是要弄清楚如何將其用于卡車、火車，甚至飛機。也許，我們可以從環(huán)境濕度中提取水來生產(chǎn)氫氣，而不必再攜帶水。"

這項研究發(fā)表在《細胞報告物理科學(xué)》(Cell Reports Physical Science)雜志上。