燃料电池在创造清洁能源未来方面发挥着重要作用，其广泛的应用范围包括从建筑物供电到电气化运输。但是，与所有新兴技术一样，研究人员在开发价格合理，高效的燃料电池方面面临许多障碍，并创造了一种清洁生产氢能的方法。
在发表在电化学学会期刊上的一篇新的观点文章中，研究人员的目标是解决燃料电池和氢气生产背后的关键反应的基本争论，如果解决这个问题，可以大大加强清洁能源技术。
在开放获取文章“透视 - 建立表观氢结合能作为氢氧化/进化反应的描述符”中，Yushan Yan和他的特拉华大学的共同作者提供了在氢氧化领域所做工作的权威性概述。和进化，提出辩论的关键问题，并为该领域的未来创新提供途径。
氢氧化和析氢反应是两种最简单的电化学反应，但恰好是开发关键清洁能源技术的支柱。
“这两个反应是清洁燃料电池的基础，”Yan说。“通过氢氧化，你会产生燃料电池的反应。如果你进行氢析，从水中产生氢气，这就是水电解，为燃料电池和其他应用产生清洁的氢气。”
目前，燃料电池主要以其在通电运输中的作用而闻名。燃料电池汽车已经被丰田，本田和现代等公司带入市场，他们继续支持由清洁能源技术驱动的车辆。大多数现代燃料电池，特别是用于汽车应用的燃料电池，是质子交换膜(PEM)燃料电池，其通过在酸性聚合物膜上交换质子以产生电和热来起作用。
然而，Yan和他的团队正在寻求改进这种模型，研究生产更实惠的燃料电池的基本方法。
“我们想要做的是从酸到碱，”Yan说。“这可能听起来很简单，但这种改变使我们能够使用非贵金属作为催化剂而不是非常昂贵的铂族金属。我们真的希望在PEM燃料电池技术面前解决障碍，使其更便宜，因此可以部署进入大众市场。“
研究人员发现，当他们开始从酸性燃料转向基础燃料电池时，氢氧化反应和氢析出反应都变得慢得多，影响了技术的效率。在透视文章中，该小组概述了这个问题，并开始就此发生的原因提出意见，并邀请该领域的同行参与对话。
“研究可以具有竞争力，但与此同时，我们还需要让更多的人加入对话，以便更快地开始发生事情，”Yan说。“通过这篇文章，我们正在寻找更多人关注这个问题并加入我们的辩论。”
通过仔细研究推动燃料电池和清洁氢生产技术所必需的基本反应，Yan认为可以为未来的应用取得重大进展。
“当你解决这些非常基本的问题时，可能会立即产生影响，”Yan说。“在这篇文章中，我们讨论的是氢氧化，这是用于燃料电池。但我们也在讨论逆向反应，即氢析出。氢析是关于利用风能和太阳能从水中产生氢气。它是清洁的氢气。当然，氢可以支持燃料电池汽车，但氢有许多其他应用。“
其他一些应用包括氨合成。如果没有氨基肥料，世界将无法种植足够的粮食来养活其人口。氨生产对人类至关重要，而生产氨需要的氢来自化石燃料。氨目前通过氮气和氢气之间的反应制成，称为Haber-Bosch工艺，其中氢气由重整天然气产生。如果在这个过程中使用的氢气是用干净的方法生产的，那么整体环境影响将会大大提高。
ECS的Perspective文章类型为Yan和他的合作者提供了一个独特的平台来展示他们的想法。ECS Perspective文章不是传统的研究文章，而是让研究人员讨论他们领域的新见解，能够产生新的想法并推进与电化学和固态科学相关的领域。
“透视文章让我们总结了这个领域正在发生的事情，但更重要的是，概述了未来可以做些什么或需要做些什么，”Yan说。“在与电化学学会期刊一起出版时，我觉得我们能够找到最适合提出新想法的观众。”
Yan希望这篇文章可以激发围绕燃料电池基本反应的对话，并开始交流思想，有可能加速该领域的进步。
“我梦想的情景，”严说，“就是有一天，我会看到我的氢氧化物交换膜燃料电池在汽车上实施。
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