編者按:氫能是19年發(fā)展最為迅速的清潔能源,英國(guó)科學(xué)家采用涂有碲化鉬催化劑的電極可使可以使每毫伏產(chǎn)生的氫量幾乎增加一倍。
2019年發(fā)展最快的清潔能源,非氫能源莫屬。根據(jù)國(guó)際可再生能源署IRENA預(yù)測(cè),可再生能源制氫將很快成為許多新領(lǐng)域應(yīng)用中最便宜的選擇,德國(guó)、法國(guó)、荷蘭、奧地利、日本、澳大利亞、加拿大、中國(guó)、英國(guó)和美國(guó)正在建設(shè)幾個(gè)大型的綠色氫項(xiàng)目。這些項(xiàng)目在全球的足跡表明,在可再生電力成本下降的幫助下,人們的注意力正在轉(zhuǎn)向本地市場(chǎng)化“綠色氫能”應(yīng)用。
歐盟地區(qū)梅耶博格聯(lián)合其他兩家能源公司在意大利投資年產(chǎn)能2GW光伏電池及組件廠,所生產(chǎn)的產(chǎn)品將用于為氫能項(xiàng)目供電,與此同時(shí),澳大利亞計(jì)劃開發(fā)5GW風(fēng)能和太陽能項(xiàng)目用于為國(guó)內(nèi)外制氫供電。中國(guó)也將氫能發(fā)展列入國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略規(guī)劃,國(guó)家電投集團(tuán)投資50億元在江蘇省建設(shè)氫能產(chǎn)業(yè)園,陽光電源下半年集中發(fā)力,先后簽訂了550MW的光伏制氫項(xiàng)目。
“綠色氫能”指的是利用來源于風(fēng)能、太陽能以及生物質(zhì)能的可再生電力,通過電解水制取因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)零排放,所以被眾多能源人士奉為能源轉(zhuǎn)型的重要手段。氫能既可以作為運(yùn)輸燃料,也可以作為長(zhǎng)時(shí)間的電力存儲(chǔ)介質(zhì)。唯一不足的是,一些分析師表示,與使用化石燃料驅(qū)動(dòng)的電解過程相比,可再生能源(風(fēng)電,光伏等)驅(qū)動(dòng)的電價(jià)相對(duì)昂貴,而綠色氫能的命運(yùn)也將取決于清潔能源價(jià)格的持續(xù)下跌。
換個(gè)角度,減少水解過程中所需要的能量就是另一種降低成本的方法。
由蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)(University of Glasgow)領(lǐng)導(dǎo)的科研小組研究了涂有碲化鉬催化劑的電極,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流以特定的高電流脈沖模式作用于電極時(shí),電解過程中產(chǎn)生的氫氣量會(huì)增加。通過優(yōu)化脈沖模式,研究小組表示,新的電解方案可以將產(chǎn)生一定數(shù)量氫氣所需的電量減半。也就是說,這種更高效的電解水的方法,可以使每毫伏產(chǎn)生的氫量幾乎增加一倍。
以上研究成果,已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上,格拉斯哥大學(xué)的阿列克謝.加寧教授(Alexey Ganin)作為科研小組的帶頭人,表示:儲(chǔ)能的未來有無限的可能,使用電池做儲(chǔ)能是一種方案,但是氫能也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。我們的研究為更有效、更經(jīng)濟(jì)的通過電解水產(chǎn)生氫,提供了一個(gè)重要的新視角。”
隨著電解氫在科研方面的創(chuàng)新,氫能應(yīng)用也有了令人驚喜的新案例。今年10月,法國(guó)電力公司Engie和礦業(yè)巨頭英美資源集團(tuán)(Anglo American)宣布合作,共同開發(fā)世界上第一輛氫動(dòng)力礦業(yè)運(yùn)輸卡車。
氫燃料電池車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質(zhì)與空氣中的氧在燃料電池中反應(yīng)產(chǎn)生電力推動(dòng)電動(dòng)機(jī),采用氫燃料罐取代柴油,用氫燃料電池和蓄電池取代發(fā)動(dòng)機(jī),從而對(duì)車輛進(jìn)行改裝。據(jù)歐洲媒體報(bào)道,第一輛氫燃料卡車將于明年上路。在氫燃料卡車量產(chǎn)之前,英美資源集團(tuán)位于南非的Mogalakwena PlatinumGroup 金屬礦項(xiàng)目,將進(jìn)行氫燃料相關(guān)的測(cè)試和驗(yàn)證,礦區(qū)內(nèi)的太陽能發(fā)電站將為生產(chǎn)氫氣的電解槽提供電力。就在不久前,英美資源集團(tuán)還宣布該公司在位于智利的一個(gè)銅礦安裝了一個(gè)86KW的太陽能漂浮電站。實(shí)踐證明,在礦井水庫表面鋪設(shè)漂浮式太陽能陣列,可以顯著降低水汽蒸發(fā)帶來的損失,在地下礦井中使用氫動(dòng)力卡車可以顯著降低通風(fēng)成本,兩者結(jié)合為采礦行業(yè)的節(jié)能增效帶來了一個(gè)非常好的解決方案。
隨著光伏制氫的成本逐步降低,“綠色氫能”的應(yīng)用將滲透到更多的行業(yè),也許在不久的將來,大街上跑的氫能公交車,就是借助了我們身邊的光伏電站貢獻(xiàn)的清潔電力呢。
原標(biāo)題:光伏制氫應(yīng)用有新招:英國(guó)科學(xué)家研發(fā)雙倍電解水制氫技術(shù)