科学家们专注于高效的氢气生产

2019-06-20 08:53:37
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洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家开发出一种将太阳光直接转化为氢气的装置。通过集成太阳能聚光器和智能热管理系统,瑞士团队表示其设备可以实现稳定的17%太阳能 - 氢转换率。

该装置在论文A中描述了一种在集中太阳辐射下工作的热协同光电化学氢发生器,发表在Nature Energy上。

该设备的关键创新之一是使用太阳能聚光器,它可以增加474千瓦/平方米的辐射,同时配备热管理系统,使太阳能电池保持冷却,使其更有效地运行,并传递热量在需要它的系统中的其他地方生成。

“在我们的设备中,一层薄薄的水流过太阳能电池以冷却它,”该论文的共同作者Saurabh Tembhurne说。“同时,水提取的热量转移到催化剂,从而改善化学反应,提高氢气产生率。”

昂贵的材料

试图开发用于制氢的光电化学方法在维持性能水平方面面临重大挑战。在这种装置中对稀有和昂贵材料的需求是实现商业化的另一个障碍。虽然使用太阳能电力为分离产氢电解槽供电的技术在商业上更先进,但EPFL团队称其设备的效率损失潜力较小,因为它涉及氢生产过程中较少的阶段。

新器件采用了基于III-V材料的PV电池,对于商业太阳能应用而言,这种材料通常被认为非常昂贵。然而,该团队表示将更多的阳光集中在较小的区域意味着需要更少的这种昂贵的组件。“如果能够保持高效率,这些浓缩的集成光电化学装置可以通过结合最佳性能,虽然稀有或昂贵的材料减少量,在经济上具有竞争力,” Nature Energy的 文章中写道。

在实验室测试中看到的结果非常有希望,该团队决定升级该装置,并在洛桑联邦理工学院的洛桑校园开始进行7米抛物面镜的户外测试。该论文的主要作者还计划通过一家名为SoHHytec的衍生公司将其技术商业化。

“目前的密度和输出功率(27 W)为设备可扩展性提供了一条途径,旨在大规模部署光电化学氢生产,”他们在期刊中说。

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