用集中的陽光記錄太陽能氫產生

這是領導該項目的Sophia Haussener，Saurabh Saurabh Tembhurne和Fredy Nandjou。

圖片來源：Marc Delachaux / EPFL

氫將在減少我們對化石燃料的依賴方面發揮關鍵作用。它可以通過使用太陽能來分解水分子來可持續地生產。由此產生的清潔能源可以存儲，用於為汽車提供燃料或按需轉換為電力。但是，以可承受的成本大規模可靠地製造它對研究人員來說是一個挑戰。高效的太陽能氫生產需要稀有且昂貴的材料 - 對於太陽能電池和催化劑 - 以收集能量然後轉換它。

美國洛桑聯邦理工學院可再生能源科學與工程實驗室（LRESE）的科學家提出了集中太陽輻射的想法，以較低的成本在特定區域產生更多的氫。他們開發了一種增強的光電化學系統，當與集中的太陽輻射和智能熱管理結合使用時，可以將太陽能轉化為氫氣，轉換率為17％，並具有前所未有的功率和電流密度。更重要的是，他們的技術是穩定的，可以處理日常太陽輻射的隨機動態。

他們的研究結果剛剛發表在Nature Energy上。「在我們的設備中，一層薄薄的水流過太陽能電池以冷卻它。系統溫度保持相對較低，使太陽能電池能夠提供更好的性能，」該研究的共同作者Saurabh Tembhurne說。「同時，由水提取的熱量轉移到催化劑，從而改善化學反應並提高氫氣產生率，」LRESE的研究員Fredy Nandjou補充道。因此，在轉化過程的每個步驟中優化氫氣產生。

科學家們使用LRESE獨特的太陽模擬器來展示其設備的穩定性能。實驗室規模演示的結果非常有希望，該設備已經升級，現在正在洛桑聯邦理工學院的洛桑校園進行戶外測試。研究小組安裝了一個7米直徑的拋物面鏡，將太陽輻射集中了1000倍並驅動該裝置。第一次測試正在進行中。

氫站

科學家估計，他們的系統可以運行超過30,000小時 - 或接近四年 - 沒有任何部件更換，如果某些部件每四年更換一次，則可長達20年。他們的太陽能聚光器轉向並跟隨太陽穿過天空，以最大化其產量。LRESE負責人兼項目負責人Sophia Haussener解釋說：「在晴朗的天氣里，我們的系統每天可以產生高達1千克的氫氣，這足以讓氫動力汽車行駛100到150公里。 「

對於分散式大規模製氫，可以將幾個濃縮器系統一起用於在化工廠或氫站中產生氫氣。Tembhurne和Haussener正計劃將一項名為SoHHytec的衍生公司從實驗室轉移到工業界。

開源軟體

由於具有開放式介面，因此可以監控系統的瞬時性能。

作為他們研究的一部分，科學家們還進行了技術和經濟可行性研究，並開發了一個名為SPECDO（太陽能光電化學設備優化）的開源軟體程序。該程序可以幫助工程師設計用於生產太陽能氫的低成本光電化學系統的組件。此外，他們還提供了一個名為SPECDC（太陽能光電化學設備比較）的動態基準測試工具，用於比較和評估所有光電化學系統演示。

（來源：EcolePolytechniqueFédéraledeLausanne）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！