日本研发光触媒制氢技术

2021-5-27 17:47| 发布者: cncelab| 查看: 4477| 评论: 0

摘要: 有分析指出，欧洲、美国的氢燃料价格到2050年将为1美元以下，而在光照强烈的中东，如果使用人工光合成技术，制造出1千克氢燃料仅需要85日元。

【消费电子实验室-2021/5/27】据《日本经济新闻》5月9日报道，氢能源已变成脱碳化所必不可少的燃料。最大的课题是如何制造出足够的氢能源来满足日渐庞大的需求。

报道称，在日本茨城县中部农村的大片山丘，正在进行的一项研究有可能解决问题。这就是光触媒板。这些白色板子排在一起，浸在水中，达到100平方米，仔细观察其内部，会看到像碳酸饮料那样不断冒出小小的气泡。

板子的主体是光触媒。这是一项不使用电、而通过太阳光照射把水分解为氧和氢的人工光合成技术，目的是把氢作为燃料使用，或者与二氧化碳发生反应而制造出塑料。该实验由东京大学特聘教授堂免一成、三菱化工、INPEX等的研究团队实施，描绘出在沙漠中建设“氢工厂”的远景。

据报道，在面积相当于本州和九州总和的沙漠里，如果放置相当于3%面积的光触媒板，所得到的氢就可以满足全世界消费能源的量。堂免教授说：“到2050年前后，可以制造出价格和石油、天然气差不多的大量氢燃料。”

这项技术的关键是提高能源转换效率，即把太阳能转换成氢能源的效率。堂免教授认为，“要投入商用，估计要达到10%的能源转换效率”，但茨城县的研究显示，即使在夏天，平均的转换效率也还不到1%。

有测算说，如果效率达到10%，日本国内就可以用240日元(约合2.2美元)的价格制造出1千克氢燃料。政府的长期目标是接近220日元。有分析指出，欧洲、美国的氢燃料价格到2050年将为1美元以下，而在光照强烈的中东，如果使用人工光合成技术，制造出1千克氢燃料仅需要85日元。

报道指出，实验室的研究能否被加大规模以便在室外进行也是一个课题。在茨城县的研究中，科研人员把粉末状的光触媒涂抹到玻璃板上，做成25厘米见方的板子。丰田汽车集团丰田中央研究所今年4月宣布，研发出转换效率为7.2%的人工光合成装置。虽然是室内的试验，但光触媒板被扩大到了36厘米见方。

在欧洲，也有研究显示转换效率达到了10%，但增大规模后，因成本增加、装置品质难以保证，所以相关研究未获进一步的进展。这项研究虽然很艰难，但如果得以实现，将对社会造成巨大冲击，堪与阿波罗计划相提并论。在研发领先于其他国家的人工光合成领域，资源小国日本也有成为行业生态改变者的可能性。

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