英國科學家研發(fā)雙倍電解制氫，光伏制氫應用有新招

2019年發(fā)展最快的清潔能源，非氫能源莫屬。根據(jù)國際可再生能源署IRENA預測，可再生能源制氫將很快成為許多新領域應用中最便宜的選擇,德國、法國、荷蘭、奧地利、日本、澳大利亞、加拿大、中國、英國和美國正在建設幾個大型的綠色氫項目。這些項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向本地市場化“綠色氫能”應用。

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)品將用于為氫能項目供電，與此同時，澳大利亞計劃開發(fā)5GW風能和太陽能項目用于為國內(nèi)外制氫供電。中國也將氫能發(fā)展列入國家級戰(zhàn)略規(guī)劃，國家電投集團投資50億元在江蘇省建設氫能產(chǎn)業(yè)園，陽光電源下半年集中發(fā)力，先后簽訂了550MW的光伏制氫項目。

“綠色氫能”指的是利用來源于風能、太陽能以及生物質能的可再生電力，通過電解水制取因為可以實現(xiàn)零排放，所以被眾多能源人士奉為能源轉型的重要手段。氫能既可以作為運輸燃料，也可以作為長時間的電力存儲介質。唯一不足的是，一些分析師表示，與使用化石燃料驅動的電解過程相比，可再生能源(風電，光伏等)驅動的電價相對昂貴，而綠色氫能的命運也將取決于清潔能源價格的持續(xù)下跌。

換個角度，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。

圖片：制氫電解槽

由蘇格蘭格拉斯哥大學(University of Glasgow)領導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)，當電流以特定的高電流脈沖模式作用于電極時，電解過程中產(chǎn)生的氫氣量會增加。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，格拉斯哥大學的阿列克謝.加寧教授(Alexey Ganin)作為科研小組的帶頭人，表示：儲能的未來有無限的可能，使用電池做儲能是一種方案，但是氫能也是一個不錯的選擇。我們的研究為更有效、更經(jīng)濟的通過電解水產(chǎn)生氫，提供了一個重要的新視角。”

隨著電解氫在科研方面的創(chuàng)新，氫能應用也有了令人驚喜的新案例。今年10月，法國電力公司Engie和礦業(yè)巨頭英美資源集團(Anglo American)宣布合作，共同開發(fā)世界上第一輛氫動力礦業(yè)運輸卡車。

圖片：一個巨大的燃料問題——以氫為動力的采礦卡車很快就會啟動了

氫燃料電池車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質與空氣中的氧在燃料電池中反應產(chǎn)生電力推動電動機，采用氫燃料罐取代柴油，用氫燃料電池和蓄電池取代發(fā)動機，從而對車輛進行改裝。據(jù)歐洲媒體報道，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，英美資源集團位于南非的Mogalakwena PlatinumGroup 金屬礦項目，將進行氫燃料相關的測試和驗證，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，英美資源集團還宣布該公司在位于智利的一個銅礦安裝了一個86KW的太陽能漂浮電站。實踐證明，在礦井水庫表面鋪設漂浮式太陽能陣列，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力卡車可以顯著降低通風成本，兩者結合為采礦行業(yè)的節(jié)能增效帶來了一個非常好的解決方案。

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的清潔電力呢。