氢能作为零排放、高能量密度的清洁能源,始终被视为能源转型的关键方向。然而,传统制氢工艺依赖化石燃料,碳排放居高不下;氢气储运环节又因易泄漏、高压存储成本高企等问题,严重制约了氢能产业的规模化应用。如今,麻省理工学院(MIT)的一项创新技术,正以“废铝+海水”的组合破解这两大行业痛点,为氢能普及开辟新路径。
MIT团队研发的技术核心在于“铝-水反应”的活化机制。铝与水反应生成氢气的原理虽在教科书中早已存在,但铝表面快速形成的氧化膜会阻断反应持续进行,导致产氢效率极低。研究团队通过镓-铟合金预处理废铝,成功剥离氧化膜,使铝颗粒能与海水持续反应。这一突破不仅解决了反应停滞问题,更将废铝这一“工业垃圾”转化为高效制氢原料。据测算,每公斤氢气生产仅排放1.45公斤二氧化碳,碳排放量仅为传统化石燃料制氢的1/3,与风能、太阳能制氢的“绿氢”水平相当,但无需建设光伏电站或风电场,资源利用效率显著提升。
氢气储运的“卡脖子”问题,也因这项技术迎来转机。传统高压罐或低温液化运输方式成本高昂,加氢站建设费用动辄数百万元。而MIT的方案将运输对象从氢气转为铝颗粒——这种普通货物运输成本低、安全性高。到达使用场景后,铝颗粒与海水混合即可现场制氢,实现“即需即产”。例如,沿海服务站可通过这一模式为氢能车供能,用户加氢体验或与现有加油站无异。研究团队已验证,该技术每公斤氢气成本可控制在9美元以内,与主流绿色制氢方案持平。废铝的低价回收属性、海水的零成本获取,以及镓-铟合金85%以上的循环回收率,进一步压缩了成本空间。若未来回收率提升至95%,制氢成本有望进一步下降。
这项技术的“副产品”价值同样不容忽视。反应过程中生成的勃姆石,是电子、半导体行业的重要材料,全球市场规模超十亿美元且持续增长。通过提取并销售勃姆石,可有效分摊制氢成本,形成“清洁能源+高附加值材料”的双赢模式。从资源循环角度看,全球每年废弃的铝制饮料罐达数百万吨,多数被填埋或焚烧,既污染环境又浪费资源。MIT技术将这些废铝转化为制氢原料,相当于从垃圾中挖掘能源,同时避免淡水资源消耗,对缺水地区意义重大。
应用场景的拓展潜力,进一步凸显了该技术的灵活性。研究团队已开发出水瓶大小的反应器,可为电动自行车持续供能数小时,并验证了小型汽车的应用可行性。在海洋领域,船只或水下无人机可利用周围海水和携带的铝颗粒制氢,续航时间从传统的两天延长至一周以上,为海洋科研、海上巡逻提供突破性支持。对于偏远地区或发展中国家而言,无需大规模可再生能源电站,仅凭废铝和海水即可构建氢能系统,大幅降低了氢能普及的门槛。
从产业影响看,MIT的技术不仅为氢能产业开辟了新路径,更同步解决了废铝处理的环境难题。通过“废物资源化+清洁能源生产+高附加值材料提取”的三重模式,该技术正推动能源转型与资源循环的深度融合,为全球碳中和目标提供了兼具经济性与可行性的解决方案。








