新系統用40%太陽熱量生產“綠氫”
時間：2023-10-23 來源：科技日報
太陽能熱化學氫（STCH）完全依靠可再生太陽能驅動氫氣生產，得到的是沒有二氧化碳排放的“綠氫”。但現有STCH的效率有限，只有約7%的入射陽光用于制造氫氣。據發表于16日出版的《太陽能》雜志上的一篇論文介紹，美國麻省理工學院科學家設計出了更高效的STCH系統，可利用40%的太陽熱量，直接分解水并產生氫氣。
新系統的核心是兩步熱化學反應：首先讓金屬接觸水蒸氣，使其從蒸汽中吸收氧氣，留下氫氣。一旦分離出氫氣，氧化的金屬就會在真空中重新加熱，逆轉生銹過程并使金屬“再生”。去除氧氣后，金屬可被冷卻并再次暴露在蒸汽中，產生更多氫氣，這個過程可重復數百次。
該系統將與現有太陽能熱源協同工作。這些太陽能熱源包括由數百個鏡子組成的聚光太陽能發電廠，其能收集陽光并反射到中央接收塔，STCH系統隨后會吸收接收器的熱量，并引導其用于分解水產生氫氣。這個過程與電解水生產氫氣過程大相徑庭，后者使用電而非熱來分解水。
研究人員對概念設計進行了詳細模擬，發現它將顯著提高STCH的效率，從以前的7%提高到40%。該團隊計劃明年建立一個原型系統，在美國能源部實驗室的聚光太陽能設施中進行測試。
研究團隊指出，利用太陽能量效率的提高有望降低系統的總成本，其最終目標是用一種完全由太陽能驅動的新型反應堆系統生產完全綠色、無碳的氫燃料。
