氫能作為零排放、高能量密度的清潔能源,始終被視為能源轉型的關鍵方向。然而,傳統制氫工藝依賴化石燃料,碳排放居高不下;氫氣儲運環節又因易泄漏、高壓存儲成本高企等問題,嚴重制約了氫能產業的規模化應用。如今,麻省理工學院(MIT)的一項創新技術,正以“廢鋁+海水”的組合破解這兩大行業痛點,為氫能普及開辟新路徑。
MIT團隊研發的技術核心在于“鋁-水反應”的活化機制。鋁與水反應生成氫氣的原理雖在教科書中早已存在,但鋁表面快速形成的氧化膜會阻斷反應持續進行,導致產氫效率極低。研究團隊通過鎵-銦合金預處理廢鋁,成功剝離氧化膜,使鋁顆粒能與海水持續反應。這一突破不僅解決了反應停滯問題,更將廢鋁這一“工業垃圾”轉化為高效制氫原料。據測算,每公斤氫氣生產僅排放1.45公斤二氧化碳,碳排放量僅為傳統化石燃料制氫的1/3,與風能、太陽能制氫的“綠氫”水平相當,但無需建設光伏電站或風電場,資源利用效率顯著提升。
氫氣儲運的“卡脖子”問題,也因這項技術迎來轉機。傳統高壓罐或低溫液化運輸方式成本高昂,加氫站建設費用動輒數百萬元。而MIT的方案將運輸對象從氫氣轉為鋁顆粒——這種普通貨物運輸成本低、安全性高。到達使用場景后,鋁顆粒與海水混合即可現場制氫,實現“即需即產”。例如,沿海服務站可通過這一模式為氫能車供能,用戶加氫體驗或與現有加油站無異。研究團隊已驗證,該技術每公斤氫氣成本可控制在9美元以內,與主流綠色制氫方案持平。廢鋁的低價回收屬性、海水的零成本獲取,以及鎵-銦合金85%以上的循環回收率,進一步壓縮了成本空間。若未來回收率提升至95%,制氫成本有望進一步下降。
這項技術的“副產品”價值同樣不容忽視。反應過程中生成的勃姆石,是電子、半導體行業的重要材料,全球市場規模超十億美元且持續增長。通過提取并銷售勃姆石,可有效分攤制氫成本,形成“清潔能源+高附加值材料”的雙贏模式。從資源循環角度看,全球每年廢棄的鋁制飲料罐達數百萬噸,多數被填埋或焚燒,既污染環境又浪費資源。MIT技術將這些廢鋁轉化為制氫原料,相當于從垃圾中挖掘能源,同時避免淡水資源消耗,對缺水地區意義重大。
應用場景的拓展潛力,進一步凸顯了該技術的靈活性。研究團隊已開發出水瓶大小的反應器,可為電動自行車持續供能數小時,并驗證了小型汽車的應用可行性。在海洋領域,船只或水下無人機可利用周圍海水和攜帶的鋁顆粒制氫,續航時間從傳統的兩天延長至一周以上,為海洋科研、海上巡邏提供突破性支持。對于偏遠地區或發展中國家而言,無需大規模可再生能源電站,僅憑廢鋁和海水即可構建氫能系統,大幅降低了氫能普及的門檻。
從產業影響看,MIT的技術不僅為氫能產業開辟了新路徑,更同步解決了廢鋁處理的環境難題。通過“廢物資源化+清潔能源生產+高附加值材料提取”的三重模式,該技術正推動能源轉型與資源循環的深度融合,為全球碳中和目標提供了兼具經濟性與可行性的解決方案。








