編者按:日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)與東京大學(xué)和廣島大學(xué)合作,如果能將酸性硫化物半導(dǎo)體材料作為光催化劑用于水分解反應(yīng),就有望實(shí)現(xiàn)低成本的制氫工藝。
2019年,日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)與東京大學(xué)和廣島大學(xué)合作,對(duì)光伏發(fā)電和蓄電池的制氫系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估,確認(rèn)了具備國(guó)際價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的低成本制氫所需的技術(shù)水平,在使可再生能源成為主力電源的技術(shù)開(kāi)發(fā)中,此次的成果可作為重要指南。研究小組設(shè)計(jì)了根據(jù)光伏發(fā)電量,調(diào)整蓄電池的充放電量和水電解制氫量的綜合系統(tǒng),評(píng)估了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,通過(guò)綜合考慮將來(lái)的技術(shù)改良,并全面調(diào)查蓄電池和水電解裝置的容量等,確定了低成本制氫所需的技術(shù)水平。通過(guò)開(kāi)發(fā)2030年前后完全可能研制出實(shí)用化的、放電較慢但成本低廉的蓄電池,日本有望實(shí)現(xiàn)每立方米為17~27日元(約1.04—1.64元人民幣)的制氫成本。
日本九州市立大學(xué)的研究小組開(kāi)發(fā)出溫室環(huán)境下利用低能量可見(jiàn)光,只需一個(gè)步驟即可實(shí)現(xiàn)從甲烷(CH4)轉(zhuǎn)換為乙烷(C2H6)和氫氣(H2)的新型光電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)施加電場(chǎng),光激發(fā)電子和空穴的再結(jié)合被抑制,與傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)方法相比,量子效率大幅度提高,首次實(shí)現(xiàn)了室溫下使用可見(jiàn)光能源制造氫氣。
日本中部大學(xué)開(kāi)發(fā)出了用于固體氧化物型燃料電池(SOFC)電極的新型空氣極材料,SOFC作為家用燃料電池系統(tǒng)“ENE-FARM”正逐漸普及,工作溫度約為750℃。隨著工作溫度降低,啟動(dòng)性也得到提高,所以移動(dòng)體也可以使用,可考慮應(yīng)用于飛機(jī)的輔助電源(APU)和EV的增程發(fā)動(dòng)機(jī)。
日本的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)與東京大學(xué)和信州大學(xué)等合作,首次開(kāi)發(fā)出了利用可見(jiàn)光將水分解成氫氣和氧氣的酸性硫化物光催化劑。此次開(kāi)發(fā)的催化劑為微顆粒狀將來(lái)制作大面積光催化劑片材時(shí),方便應(yīng)用噴涂法等簡(jiǎn)單工藝。如果能將酸性硫化物半導(dǎo)體材料作為光催化劑用于水分解反應(yīng),就有望實(shí)現(xiàn)低成本的制氫工藝。
原標(biāo)題:日本:有望實(shí)現(xiàn)低成本制氫 可再生能源成效顯著