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什么是双倍电解水制氢技术?

时间:2019-11-25 来源:电池中国网 关键字:光伏制氢   太阳能技术   清洁能源   

太阳的光线出现在生活中的每一个地方,人们的生活已经离不开太阳,太阳能不仅为植物生长提供光源,而且也能为人类提供能源,现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。2019年发展最快的清洁能源,非氢能源莫属。根据国际可再生能源署IRENA预测,可再生能源制氢将很快成为许多新领域应用中最便宜的选择,德国、法国、荷兰、奥地利、日本、澳大利亚、加拿大、中国、英国和美国正在建设几个大型的绿色氢项目。这些项目在全球的足迹表明,在可再生电力成本下降的帮助下,人们的注意力正在转向本地市场化“绿色氢能”应用。

欧盟地区梅耶博格联合其他两家能源公司在意大利投资年产能2GW光伏电池及组件厂,所生产的产品将用于为氢能项目供电,与此同时,澳大利亚计划开发5GW风能和太阳能项目用于为国内外制氢供电。中国也将氢能发展列入国家级战略规划,国家电投集团投资50亿元在江苏省建设氢能产业园,阳光电源下半年集中发力,先后签订了550MW的光伏制氢项目。

“绿色氢能”指的是利用来源于风能、太阳能以及生物质能的可再生电力,通过电解水制取因为可以实现零排放,所以被众多能源人士奉为能源转型的重要手段。氢能既可以作为运输燃料,也可以作为长时间的电力存储介质。唯一不足的是,一些分析师表示,与使用化石燃料驱动的电解过程相比,可再生能源(风电,光伏等)驱动的电价相对昂贵,而绿色氢能的命运也将取决于清洁能源价格的持续下跌。

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换个角度,减少水解过程中所需要的能量就是另一种降低成本的方法。

由苏格兰格拉斯哥大学(University of Glasgow)领导的科研小组研究了涂有碲化钼催化剂的电极,他们发现,当电流以特定的高电流脉冲模式作用于电极时,电解过程中产生的氢气量会增加。通过优化脉冲模式,研究小组表示,新的电解方案可以将产生一定数量氢气所需的电量减半。也就是说,这种更高效的电解水的方法,可以使每毫伏产生的氢量几乎增加一倍。

以上研究成果,已经发表在《自然通讯》杂志上,格拉斯哥大学的阿列克谢.加宁教授(Alexey Ganin)作为科研小组的带头人,表示:储能的未来有无限的可能,使用电池做储能是一种方案,但是氢能也是一个不错的选择。我们的研究为更有效、更经济的通过电解水产生氢,提供了一个重要的新视角。”

随着电解氢在科研方面的创新,氢能应用也有了令人惊喜的新案例。今年10月,法国电力公司Engie和矿业巨头英美资源集团(Anglo American)宣布合作,共同开发世界上第一辆氢动力矿业运输卡车。

氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,采用氢燃料罐取代柴油,用氢燃料电池和蓄电池取代发动机,从而对车辆进行改装。据欧洲媒体报道,第一辆氢燃料卡车将于明年上路。在氢燃料卡车量产之前,英美资源集团位于南非的Mogalakwena PlatinumGroup 金属矿项目,将进行氢燃料相关的测试和验证,矿区内的太阳能发电站将为生产氢气的电解槽提供电力。

就在不久前,英美资源集团还宣布该公司在位于智利的一个铜矿安装了一个86KW的太阳能漂浮电站。实践证明,在矿井水库表面铺设漂浮式太阳能阵列,可以显著降低水汽蒸发带来的损失,在地下矿井中使用氢动力卡车可以显著降低通风成本,两者结合为采矿行业的节能增效带来了一个非常好的解决方案。

随着光伏制氢的成本逐步降低,“绿色氢能”的应用将渗透到更多的行业,也许在不久的将来,大街上跑的氢能公交车,就是借助了我们身边的光伏电站贡献的清洁电力呢。相信再过几年到几十年,当人类利用太阳能的技术很成熟的时候,这样就有了无穷尽的能源供给社会的使用,再当下就需要研究者更加努力研究新技术。

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