德國造世界上最大"人造太陽":探索太陽能制氫途徑

世界上最大的“人造太陽”已經(jīng)開始發(fā)光發(fā)熱了?？茖W家們搭建了一堵由100多盞短弧氙氣燈組成的巨型蜂窩狀墻，希望借此找到一種更有效的方法來獲取氫氣，為工業(yè)用氫和氫氣制取開辟新道路。

據(jù)德國國家航空航天研究中心（DLR）消息，由149盞短弧氙氣燈組成的Synlight系統(tǒng)已經(jīng)于3月23日正式啟動測試。這堵近14米高、16米寬的“燈墻”，燈光投射到20x20厘米的聚焦平面上，產(chǎn)生的輻射強度是太陽光照射同等面積的1萬倍，溫度最高可達3000攝氏度，大約是高爐溫度的2到3倍，功率達350千瓦。

研究人員表示，極高的溫度是使用太陽能生產(chǎn)氫燃料過程中的必要條件。搭建Synlight系統(tǒng)的目的，是為了探索開發(fā)出利用太陽光生產(chǎn)氫氣的最佳裝置。這個“人造太陽”可以制造出水蒸氣，而水可以被分解成氫氣和氧氣。氫氣可以被制成不含二氧化碳的清潔能源，為汽車、飛機等提供動力。

氫氣是清潔能源領域的明日之星。由于其無污染、可再生、能量密度高、方便儲存和運輸?shù)奶攸c，氫氣被視為最理想的清潔能源之一。盡管在宇宙中氫是最豐富的元素，但自然氫的存在十分稀少。因此，科學界一直在探索利用更干凈的原料來人工制氫。目前常見的人工制氫方法包括采用礦物燃料制氫、電解水制氫等，電解水制氫盡管過程簡便，造價卻十分高昂。

利用太陽能制氫是另一條未來發(fā)展方向。DLR公告稱，Synlight系統(tǒng)可以推進利用太陽能生產(chǎn)化學原料、減少碳排放等方面的研究。受天氣、緯度、地形等影響，太陽能在中歐地區(qū)通常被視為“不規(guī)律”的能源。因此，“人造太陽”成為了更現(xiàn)實的選擇。

DLR研究所太陽能研究所的科學家已經(jīng)于幾年前在實驗室內(nèi)成功使用太陽能生產(chǎn)氫，Synlight系統(tǒng)的目標是擴大這一生產(chǎn)的范圍，使其有利于工業(yè)應用。

DLR太陽能研究所主任伯納德·霍夫施密特（Bernard Hoffschmidt）表示，Synlight系統(tǒng)旨在將小型實驗室的實驗提升到一個新的水平，一旦用350千瓦人造光來制氫的技術成熟化，這一過程可以10倍放大，達到發(fā)電廠的技術水平。如果資金充足，這個目標有望10年內(nèi)實現(xiàn)。

但是該研究中心的最終目的還是實現(xiàn)利用自然光制氫。據(jù)《衛(wèi)報》報道，目前Synlight系統(tǒng)的使用花費巨大——運作四小時所消耗的電力相當于一個四口之家一年的消耗量。研究人員希望這一模擬器能夠為太陽能燃料制造帶來更快的進展。