2024年04月23日 星期二
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KU Leuven研究人员利用水蒸气制氢

2019/10/15 15:39:561089

据外国媒体报道:KU Leuven的生物科学工程师开发出了将水蒸气直接转化为氢气的方法,表面化学和催化中心的Johan MartensTom Bosserez日前对这套系统做出了详细的解释。

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严格来说,最新发明不是一种新型太阳能电池板。太阳能电池板将太阳能转换为电能,而新的电池板则将空气中的水分转化为氢气。面板看起来像太阳能电池板,但研究人员称它为氢气面板。

系统将来自空气的阳光和水蒸气直接转换成氢气,效率为15%。这比传统的氢气生产方式更有效。在比利时的天气条件下,系统的面板每年平均可生产250氢气。也就是说,20块这样的面板就可以为一个隔热良好的房屋供暖和供电。如果房屋还安装太阳能集热器和传统太阳能电池板,那么配合这套系统,该房屋整年都不需要外部供电。

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研究人员的出发点很简单:如何随时随地生产燃料?

这个问题直接带来了最合乎逻辑的答案:空气,特别是它所含的水分。即使沙漠空气中也含有足够的水蒸气,因此可以在任何地方应用此过程。

但接下来是一个关键问题:如何将这些水从空气中分离出来,将其分解为氢气和氧气?太阳能电池板上的温度很容易达到50摄氏度甚至70摄氏度,这不利于水蒸气的凝结。此外,如何创建一个在倾盆大雨和湿度很低的情况都工作的系统也使研究人员苦恼。换句话说,最大的挑战是水管理方面。KU Leuven的研究人员经过不懈努力,终于找到了这一问题的解决方案。

氢气在夏天很容易储存,并可以在接下来的冬天使用它。例如,可以将氢气储存在压力容器中,当生产过剩时,可以将剩余气体放在天然气网络上,类似于传统太阳能电池板在产生过多电力时向电网输送电力。这种方法需要对燃气管网进行一些改造,甚至可以在现有网络中混合天然气和氢气,逐步过渡到纯氢气。