太陽能高效制氫催化劑問世

           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未來的主要能源之一。2019年，“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”首次被寫入我國《政府工作報告》，燃料電池“元年”拉開序幕。此外，制氫、儲氫和運氫三大成本難題也有望在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》以及即將出臺的國家級氫燃料電池汽車專項規(guī)劃中逐步得以解決。

        從技術(shù)特點及發(fā)展趨勢看，純電動汽車更適用于城市、短途、乘用車等領(lǐng)域，而氫燃料電池汽車可能更適用于長途、大型、商用車等領(lǐng)域。目前，我國氫燃料電池汽車保有量超過6000輛，根據(jù)戰(zhàn)略目標，2020年將達到10000輛，2030年有望增長到200萬輛。

        隨著氫燃料電池汽車的推動發(fā)展，未來氫在船舶、無人機、數(shù)據(jù)中心等交通及儲能、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)越過常用的電氫轉(zhuǎn)化技術(shù)，使得氫制備進一步脫離了對二次能源的依賴。

        目前，常用的太陽能制氫技術(shù)主要有電解、熱解和光解法。為了尋找經(jīng)濟、高效、實用的太陽能制氫方法，各國學(xué)者們都在積極探索。據(jù)報道，美國HyperSolar正在開發(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)對耐久性的限制，進而提升氫氣生產(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)布了一項研究成果稱：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)進程，還能降低此過程所消耗的能量。迄今為止，人們普遍認為“水分解”過程中的標準催化劑是貴金屬釕、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貴金屬材料，無疑降低了制氫的原料成本。

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

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