NREL科学家推进太阳能热化学制氢

Frontier 5月 07, 2022 1.44w 浏览 0

根据国家可再生能源实验室 (NREL) 科学家的分析，钙钛矿材料可能具有在以可再生方式制氢的过程中发挥重要作用的潜力。

氢已成为储存可再生资源产生的能量的重要载体，可以替代用于运输的化石燃料，用于生产氨，以及用于其他工业应用。成功使用氢作为燃料的关键是能够满足能源部的氢能Earthshot——最近宣布的目标，即在十年内将清洁氢的成本降低80%至每公斤1美元。

NREL的科学家分析了太阳能热化学制氢 (STCH) 的生产，这可能比通过常用电解方法生产氢气更节能。电解需要电力将水分解成氢气和氧气。STCH 依赖于一个两步化学过程，其中金属氧化物暴露在高于 1,400 摄氏度的温度下，然后在较低温度下用蒸汽重新氧化以产生氢气。

相关研究发表在《可再生能源》杂志上。

该研究通过研究系统级设计和技术经济分析来补充正在进行的材料发现研究，以将可能的材料集成到太阳能燃料平台中并支持能源部的HydroGEN计划。HydroGEN 计划中的材料发现涉及机器学习、缺陷计算和开发新钙钛矿材料的实验工作。研究人员需要确定能够在达到性能目标的同时处理所需高温的钙钛矿材料。

一个概念性的太阳能热化学制氢平台

这项工作展示了技术经济分析组合的一部分，重点关注氢气生产途径，每种途径都有其优缺点。例如，电解是商业上可用的，所需的电力可以来自光伏 (PV)。然而，所使用的光伏电池仅捕获太阳光谱的一部分。STCH 使用整个光谱。集中的太阳能热能使 STCH 能够产生化学反应。

科学家们指出，积极研究以确定 STCH 工艺的最佳材料对于这种制氢方法的成功至关重要。获取更多前沿科技研究进展访问：https://byteclicks.com

这项研究由美能源部氢和燃料电池技术办公室资助。

这当然是一个非常具有挑战性的领域，它还有很多尚未解决的研究问题，主要是在材料方面。

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