科學家利用液態金屬與陽光從海水中製取綠色氫氣

科學家發現了一種使用液態镓和陽光來生產清潔氫氣的方法。該方法甚至適用於海水，而且所用金屬可以反複循環使用。

研究人員開發出一種由陽光驅動、利用液態金屬的工藝
，能夠從淡水和海水中製取清潔氫氣。

這種方法使研究人員能夠從水中“收獲”氫分子，同時避免了當前氫氣生產方法中的許多限製。它為將綠色氫氣作為可持續能源來源的生產方式提供了新的探索方向。

長期以來，氫作為綠色能源燃料一直是無數科學家和行業關注的焦點。幾十年來，研究人員一直在尋找最經濟、最可靠的綠色氫氣生產方法

，以為能源
、交通
、製造業和農業等行業提供動力，從而推動全球經濟多個領域的生產方式轉型。

“我們現在有一種方法

，可以利用易於獲取的海水來提取可持續氫氣，並且在綠色氫氣生產過程中完全依賴光能。”第一作者、博士候選人 Luis Campos 表示。

來自化學與生物分子工程學院的資深研究員 Kourosh Kalantar-Zadeh 教授表示，這項研究精彩展示了液態金屬的自然化學性質如何生成氫氣。他的團隊實現了最高 12.9% 的產氫效率
，目前正在努力提高效率以推進商業化。

“作為首次概念驗證，我們認為這項技術的效率具有很強競爭力。例如，基於矽的太陽能電池在20世紀50年代起步時效率隻有6%，直到20世紀90年代才超過10%。”

項目聯合負責人 Francois Allioux 博士表示：“氫為可持續未來提供了一種清潔能源解決方案，並可能在澳大利亞構建氫能經濟的國際競爭優勢方麵發揮關鍵作用。”

該技術的核心是镓——一種熔點很低的金屬，這意味著它從固態變為液態所需能量更少。Kalantar-Zadeh 教授的團隊多年來一直在推動液態金屬在化學與技術上的邊界
，以創造新材料。他們注意到镓顆粒具有吸收光的能力。

這一發現促成了一項采用循環化學過程的技術：將镓顆粒懸浮在海水或淡水中，在陽光或人工光源照射下被激活。镓與水反應生成**氧羥化镓（gallium oxyhydroxide）**並釋放氫氣。

Kalantar-Zadeh 教授說：“在我們提取氫氣之後
，氧羥化镓也可以被還原回镓

，並用於後續的製氫——我們稱之為循環過程。”

液態镓是一種十分迷人的元素。在室溫下它看起來像固體金屬
，但當加熱到體溫附近時

，它會變成液態的金屬“水窪”。

Campos 先生表示，液態镓的表麵在化學上非常“非黏附”，在zai正zheng常chang條tiao件jian下xia大da多duo數shu材cai料liao都dou不bu會hui附fu著zhe在zai其qi表biao麵mian。但dan當dang它ta在zai水shui中zhong受shou到dao光guang照zhao時shi
，液ye態tai镓jia會hui在zai表biao麵mian發fa生sheng反fan應ying，逐zhu漸jian氧yang化hua並bing被bei腐fu蝕shi。這zhe種zhong反fan應ying會hui在zai其qi表biao麵mian生sheng成cheng清qing潔jie氫qing氣qi和he氧yang羥qiang化hua镓jia。

Kalantar-Zadeh 教授說：“此前人們從未探索過镓在與水接觸時能夠以高速製氫——這是一個非常簡單的觀察，卻在過去被忽視了。”

由悉尼大學（The University of Sydney）牽頭的研究發表在《Nature Communications（自然·通訊）》上。

為什麼科學家如此熱衷於氫分子

許多行業和科學家認為
，氫是理想的可持續能源候選者
，能夠顯著幫助減少溫室氣體排放。“綠色”氫，顧名思義，是使用可再生能源製得的氫氣。

氫是地球上最豐富的元素之一，也可以從多種化合物中獲取，例如水（水分子含有兩個氫原子）。當氫燃燒時不會產生汙染物
，隻生成水
，但仍能釋放出高水平的能量或動力。

生產綠色氫氣的努力主要集中在“水分解（water splitting）”：通過電解、光催化以及等離子體（人工閃電）等方法，將水分子中的原子分離以釋放氫氣。

然而，將水中的氫和氧分離所需的過程麵臨多重障礙，例如需要使用純化水、成本高
，或者產氫量較低。

Kalantar-Zadeh 教jiao授shou團tuan隊dui提ti出chu的de液ye態tai镓jia方fang法fa避bi開kai了le其qi中zhong許xu多duo障zhang礙ai。該gai方fang法fa既ji能neng使shi用yong海hai水shui也ye能neng使shi用yong淡dan水shui
，並bing且qie由you於yu過guo程cheng是shi循xun環huan的de，反fan應ying中zhong的de镓jia可ke以yi重zhong複fu使shi用yong。

Kalantar-Zadeh 教授表示：“全球都需要將一種高效的綠色製氫方法實現商業化。我們的過程效率高
，而且易於規模化放大。”

團隊目前正在努力提高該技術的效率，下一步目標是建立一個中等規模的反應器來提取氫氣。

DOI：10.1038/s41467-026-68664-1

翻譯人：沈亞皓

來源：https://fuelcellsworks.com/2026/02/09/h2/scientists-use-liquid-metal-and-sunlight-to-produce-green-hydrogen-from-seawater