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德國一個研究團隊日前在英國《自然·通訊》雜志上發(fā)表論文說，在光電化學(xué)分解水制氫過程中同時利用氫氣生產(chǎn)高附加值的化學(xué)品，可以提高產(chǎn)出價值，增強該技術(shù)在經(jīng)濟上的可行性。

光電化學(xué)分解水是清潔能源熱門研究方向之一，該技術(shù)利用半導(dǎo)體材料吸收太陽光，在催化劑作用下直接分解水，得到氫氣和氧氣。近年來該技術(shù)的能量轉(zhuǎn)化效率顯著提高，但與化石燃料制氫相比，該技術(shù)在經(jīng)濟上仍不具有競爭力。

德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）等機構(gòu)研究人員建立了一個模型，在光電化學(xué)分解水制氫的反應(yīng)裝置里同時用生成的氫氣將衣康酸轉(zhuǎn)化為甲基丁二酸。研究人員詳細計算了生產(chǎn)過程的能量消耗和產(chǎn)出，結(jié)果顯示，只需將反應(yīng)生成的很少一部分氫氣用于化學(xué)品生產(chǎn)，就能大幅縮短能量回收期。

能量回收期是指一套生產(chǎn)系統(tǒng)需要多長時間收回它整個壽命周期內(nèi)的能量成本。研究人員以一種當(dāng)前研究較多的光電化學(xué)分解水制氫方案為基礎(chǔ)計算發(fā)現(xiàn)，假設(shè)太陽能轉(zhuǎn)化為氫的效率是5%，在這種情況下如果只生產(chǎn)氫氣，能量回收期為17年；如果將2%的氫氣用于轉(zhuǎn)化衣康酸，就能把能量回收期縮短一半；使用30%的氫氣與衣康酸反應(yīng)，則能在兩年內(nèi)收回全部能量投入。

研究人員說，這種將兩套反應(yīng)耦合起來的生產(chǎn)系統(tǒng)較為靈活，可以調(diào)整用于生產(chǎn)其他化學(xué)品。他們下一步將在實驗室中驗證該系統(tǒng)的表現(xiàn)。

原標(biāo)題： 新方案可提高光電化學(xué)分解水制氫技術(shù)經(jīng)濟性