編譯／韋士塔

氫燃料被視為有助能源轉型的「綠色」能源，但是氫的易燃性，增加運送儲存風險，美國麻省理工學院（MIT）研究人員開發出一種快速且具環境永續的氫燃料生產方式：只要利用純鋁、海水及咖啡因這3種原料，不僅為廢棄鋁製品找到新用途，而且能解決氫燃料運送問題，這項技術可望為全球開發清淨能源開闢新途徑。

美國麻省理工學院機械工程學教授哈特（Douglas Hart）率領的這項研究，7月在《細胞報導物理科學》（Cell Reports Physical Science）期刊發表報告指出，當汽水罐使用的鋁罐，以純鋁形式與海水混合時，會自然產生氫氣，這種反應可以進一步透過添加常見的咖啡渣來加速。

該校機械工程系博士康巴吉（Aly Kombargi）說：「這項技術對於船舶或水下載具等海事應用特別有意義，因為海水隨處可得，不需要刻意攜帶，也不需要攜帶氫氣罐，只需要帶著鋁材，然後加水就能產生所需的氫氣。」

這項技術的關鍵在於如何保持鋁材表面的活性。鋁與氧接觸後會立即形成一層薄薄的氧化層，會妨礙鋁及海水反應，因此，要進行這種氫燃料製程，必須先將鋁材處理過。研究團隊使用稀有金屬鎵（gallium）、銦（indium），以特定濃度形成鎵銦合金，去除鋁材上的氧化層，使鋁成為保持活性狀態的純鋁。

在去離子的淡水所做實驗顯示，一顆處理過的純鋁顆粒可在5分鐘內產生400毫升氫氣，估計要產生1.3公升氫氣，僅需1公克的鋁顆粒。

但是要進一步擴大規模需要大量鎵、銦，然而這種金屬稀有又昂貴。

為此，研究人員須設法讓這種鎵銦合金可回收再利用，提高這項技術的成本效益和環境永續性。他們發現，海水中的鹽離子能吸引並回收這種合金，使其可重複使用，形成一個可持續的循環。康巴吉說：「海水正好有隨處可得的便宜離子溶液。」

不過，純鋁與海水反應速度較慢，研究人員在嘗試多種材料加快反應速度時，一時興起在海水中添加咖啡渣，意外發現可加速海水與鋁的反應。進一步探究後了解到，原因在於咖啡因中的活性成分「咪唑」（imidazole），既可加速反應，又保留鎵銦合金的作用，少量咪唑就能在5分鐘完成將原本需要2小時的反應，產生的氫氣分量相同。

研究團隊正在開發可安裝在船舶或水下載具上的小型反應器，以供儲存約18公斤由回收鋁罐及其他鋁製品製成的鋁顆粒，以及少量鎵銦合金、咖啡因，產生的氫氣量足以為一艘小型水下載具馬達提供30天的動力來源。

康巴吉表示，這項研究展示出一種新的氫燃料生產方式，並且將氫燃料以鋁的形式攜帶，下一步是研究如何擴大應用，「也許我們還可以從空氣中的溼氣取得水分來產生氫氣，這是未來的發展方向」。