太陽能反應(yīng)堆光電轉(zhuǎn)化率高達(dá)70%

PNNL(西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室)研發(fā)的太陽能反應(yīng)堆極大提高了光電轉(zhuǎn)化率，比常規(guī)太陽能電池板的20%光電轉(zhuǎn)化率高出3倍多，這使該裝置商用化成為可能。雖然生產(chǎn)氫燃料過程中產(chǎn)生的溫室氣體尚待解決，但利用新技術(shù)每公斤氫燃料的生產(chǎn)價(jià)格節(jié)約到現(xiàn)在市場價(jià)的20%。

PNNL研究者Paul Armatis, Bob Wegeng and Richard Zheng和太陽能熱化學(xué)先進(jìn)的反應(yīng)堆系統(tǒng)。(圖片來源：PNNL)

華盛頓州里奇蘭市實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在致力于研發(fā)一種太陽能反應(yīng)堆的裝置，這種新技術(shù)和常規(guī)的太陽能電池板相比發(fā)電效率明顯要高。研究人員利用太陽能反應(yīng)堆裝置提供電源把天然氣轉(zhuǎn)化成能為汽車供能的氫燃料。

常規(guī)太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化率為20%，而實(shí)驗(yàn)條件下的太陽能反映堆裝置的有效轉(zhuǎn)化率能達(dá)到70%，PNNL項(xiàng)目的工程師Bob Wegeng介紹說。做個(gè)對(duì)比吧，植物的光合作用把太陽光轉(zhuǎn)換為能量的有效率略低于10%。

氫燃料具有較高的能含量。1公斤的氫的能含量相當(dāng)于1加侖(約2.86公斤)汽油的能含量。根據(jù)聯(lián)邦政府和汽車廠商的估算，氫汽車加上1公斤燃料大約可以行使50到81英里(約合80到130公里)。

利用太陽能反應(yīng)堆技術(shù)，使每轉(zhuǎn)化成1公斤氫燃料只花費(fèi)2美元，PNNL為此努力著。根據(jù)聯(lián)邦政府的數(shù)據(jù)顯示來加油站轉(zhuǎn)化的1公斤氫燃料需要13.5美元，豐田官方數(shù)據(jù)是10-12美元。

“我們很接近商用化了，”Wegeng說。

從上世紀(jì)90年代PNNL就開始研究利用太陽能來生產(chǎn)燃料。PNNL與NASA的在這方面的合作研究取得了巨大進(jìn)步，雖然不久之后NASA和PNNL項(xiàng)目的研究分開了，但是利用太陽能反應(yīng)堆技術(shù)來生產(chǎn)廉價(jià)氫燃料的技術(shù)得到很大發(fā)展被廣為傳播。

氫燃料補(bǔ)給站的普及是個(gè)不小的問題。大概2周前，美國能源部發(fā)布了一項(xiàng)請(qǐng)求，獲取公共反饋之后就開始分析研究燃料補(bǔ)給站的問題。

氫汽車?yán)碚撋暇哂腥剂狭畠r(jià)且無污染的優(yōu)點(diǎn)。除了還處于研究階段，氫汽車非常昂貴的價(jià)格是一個(gè)主要缺點(diǎn)。

氫動(dòng)力汽車豐田Mirai

市場上幾款主要的氫汽車如2015款的現(xiàn)代途勝和2016款的豐田MIrai，它們售價(jià)在5.8-6萬美元之間。

直到今天，氫汽車和氫燃料補(bǔ)給站還很少，基本僅限于美國加州南部以及歐洲和日本的少數(shù)地方。加州空氣資源局今年7月的一份報(bào)告顯示現(xiàn)在該州有20個(gè)氫燃料補(bǔ)給站，今年年底預(yù)計(jì)增加到38個(gè)，主要分布在洛杉磯區(qū)域。

雖然氫燃料不產(chǎn)生污染，但生產(chǎn)氫燃料的過程會(huì)產(chǎn)生溫室氣體。這個(gè)問題需要PNNL來解決。

PNNL太陽能反應(yīng)堆系統(tǒng)將給一個(gè)有能力每天生產(chǎn)15-17公斤氫燃料的生產(chǎn)裝置提供電源。我們希望這種裝置能夠迅速普及。