太陽(yáng)能高效制氫催化劑問(wèn)世

           作為清潔低碳、安全高效的燃料，氫將取代化石燃料成為人類(lèi)未來(lái)的主要能源之一。2019年，“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”首次被寫(xiě)入我國(guó)《政府工作報(bào)告》，燃料電池“元年”拉開(kāi)序幕。此外，制氫、儲(chǔ)氫和運(yùn)氫三大成本難題也有望在《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》以及即將出臺(tái)的國(guó)家級(jí)氫燃料電池汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃中逐步得以解決。

        從技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)看，純電動(dòng)汽車(chē)更適用于城市、短途、乘用車(chē)等領(lǐng)域，而氫燃料電池汽車(chē)可能更適用于長(zhǎng)途、大型、商用車(chē)等領(lǐng)域。目前，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)保有量超過(guò)6000輛，根據(jù)戰(zhàn)略目標(biāo)，2020年將達(dá)到10000輛，2030年有望增長(zhǎng)到200萬(wàn)輛。

        隨著氫燃料電池汽車(chē)的推動(dòng)發(fā)展，未來(lái)氫在船舶、無(wú)人機(jī)、數(shù)據(jù)中心等交通及儲(chǔ)能、電力領(lǐng)域?qū)⒂兄薮蟮膽?yīng)用潛能。而制氫成本的降低、效率的提升及低碳化將成為綠氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的制氫方法中，通過(guò)化石燃料制取的氫占全球90%以上，需要消耗大量的能源，并排放二氧化碳加劇全球生態(tài)環(huán)境的惡化。太陽(yáng)能制氫技術(shù)因低碳且成本下降潛力大而深受青睞，尤其是光解技術(shù)越過(guò)常用的電氫轉(zhuǎn)化技術(shù)，使得氫制備進(jìn)一步脫離了對(duì)二次能源的依賴(lài)。

        目前，常用的太陽(yáng)能制氫技術(shù)主要有電解、熱解和光解法。為了尋找經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用的太陽(yáng)能制氫方法，各國(guó)學(xué)者們都在積極探索。據(jù)報(bào)道，美國(guó)HyperSolar正在開(kāi)發(fā)的一種具有成本效益和變革性的光解制氫系統(tǒng)，試圖通過(guò)光吸收材料、催化劑和系統(tǒng)工程的創(chuàng)新，以解決現(xiàn)有光電化學(xué)技術(shù)對(duì)耐久性的限制，進(jìn)而提升氫氣生產(chǎn)效率并降低系統(tǒng)成本。

        前不久，澳大利亞幾所大學(xué)聯(lián)合發(fā)布了一項(xiàng)研究成果稱(chēng)：可以采用鐵和鎳等低成本催化劑，它們不僅可以加速水中氫氧分離的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，還能降低此過(guò)程所消耗的能量。迄今為止，人們普遍認(rèn)為“水分解”過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)催化劑是貴金屬釕、鉑和銥，而這一發(fā)現(xiàn)證明了地球上現(xiàn)存豐富的鐵和鎳也可以取代此類(lèi)貴金屬材料，無(wú)疑降低了制氫的原料成本。

        近日，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)研究人員首次開(kāi)發(fā)出了一種可有效吸收陽(yáng)光的催化劑，并能將太陽(yáng)能快速有效地轉(zhuǎn)化成為氫能。據(jù)稱(chēng)，該催化劑來(lái)源于貴金屬銠，它可以從整個(gè)可見(jiàn)太陽(yáng)光譜中吸收能量，并能充分利用太陽(yáng)能并將其存儲(chǔ)為化學(xué)能以備后用，其對(duì)太陽(yáng)能的利用效率更可比當(dāng)前提升50%左右。

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