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苏格兰赫瑞瓦特大学太阳能制氢技术突破 提升转换效率20%

北极星储能网  来源:科技新报    2018/4/27 10:04:30  我要投稿  

北极星储能网讯:氢燃料技术在英国再生能源蓝图居关键地位,希望在 2050 年前将氢气年生产量从 27TWh 提升到 860TWh,但该国想利用环保制氢技术来达成目标,而太阳能制氢技术目前尚有高成本与低效率等挑战。

为解决此问题,苏格兰赫瑞瓦特大学(Heriot-Watt)机械工程助理教授 Jin Xuan 与耶鲁大学、香港城市大学、华东理工大学携手改良太阳能制氢技术,让氢气逐步成为再生能源一环节。

光电化学(photoelectrochemical,PEC)电解水技术为太阳能制氢方式之一,借由太阳能与催化剂将水分解成氢与氧,以往 PEC 电解水技术需要消耗 1.23 电子伏特(eV),且只有某一 UV 波段才能促使其进行反应,导致大范围光谱被浪费。

该团队研发酸碱值差异(pH-differential)设计,将能量需求降至 0.35 eV,透过单独改变每个电极的 pH 值,让电解水制程的热力学(thermodynamics)全然不同,使 PEC 电解水技术可用更便宜与更多光谱来运作。

为了要适应酸碱值差异,新型微型系统(microsystem)会产生独特的微流体(microfluidic)模式,并让酸性和碱性电解质可同时存于相同电池中。而新系统也可降低 PEC 电解水三分之二成本,将太阳能燃料转换效率提高 20%。

Xuan 教授表示,不管是在英国还是全球,成本皆为太阳能制氢技术最大挑战,其成本约为风能与生质能的 2 倍,而新系统将能使用更廉价、更唾手可得的材料制成,意味着该技术可以轻松达到商业化,并满足日益增长的氢燃料需求,团队目前也已实际将技术用于燃料电池中。

苏格兰再生能源组织(Scottish Renewables)资深政策经理 Hannah Smith 表示,这项研究让英国的再生能源资源可能性更加多样化,绿能氢气可用于家庭供暖与氢燃料电池车,并加速英国脱碳速度。

赫瑞瓦特大学首席科学家 John Underhill 则指出,如何实现低碳且安全的能源是目前最大挑战之一,而赫瑞瓦特大学正在测试新能源系统的可行性研究,这将有助于未来能源转型。

原标题:苏格兰赫瑞瓦特大学太阳能制氢技术突破 提升转换效率20%

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