KU Leuven（天主教魯汶大學(xué)）的生物科學(xué)工程師創(chuàng)造了一種太陽能電池板，可以利用空氣中的水分產(chǎn)生氫氣。據(jù)研究人員稱，經(jīng)過十年的發(fā)展，該小組現(xiàn)在每天可生產(chǎn)250升氫氣。其中20個太陽能電池板可以為一個家庭提供一整年的電力和熱量。
在充滿陽光的陽光下，Johan Martens教授和他的研究小組將太陽能電池板放在KU Leuven的表面化學(xué)催化中心前的草坪上。該設(shè)備看起來像普通的太陽能電池板。工程師將一個裝有水的燒瓶連接到設(shè)備上，這樣我們就能看到氫氣泡逸出。幾秒鐘后，第一個氣泡開始上升到表面。
氫氣是一種能夠很容易儲存和運輸?shù)哪芰枯d體，它可以隨意轉(zhuǎn)換為電能和熱能。只要您使用清潔能源生產(chǎn)，天然氣不會釋放任何溫室氣體或有毒物質(zhì)。這就是馬丁斯教授的團隊所開發(fā)的：一種以可持續(xù)的方式將陽光和水蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的裝置。
“這是物理學(xué)和化學(xué)的獨特結(jié)合。最初，效率僅為0.1%，幾乎沒有任何氫分子形成。今天，你看到它們在氣泡中浮出水面。這是十年的工作 - 總是在改進，發(fā)現(xiàn)問題。這就是你得到結(jié)果的方式。“
KU Leuven的生物科學(xué)工程師設(shè)計了一種太陽能電池板，將15%的陽光直接轉(zhuǎn)換成氫氣 - 創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。©Tom Bosserez
傳統(tǒng)的太陽能電池板將18%至20%的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。如果你必須使用這種電力將水分解成氫氣和氧氣，你就會失去很多能量。KU Leuven生物科學(xué)工程師通過設(shè)計一個將15%的陽光直接轉(zhuǎn)換成氫氣的太陽能電池板解決了這個問題。創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
“大多數(shù)氫氣是使用石油和天然氣生產(chǎn)的 - 對氣候或環(huán)境來說并不是一個巨大的勝利。我們相信這種情況即將發(fā)生變化。“
來自可再生能源的氫氣 - 綠色氫氣 - 多年來一直是能源市場上一個充滿希望的前景，但真正的突破還沒有發(fā)生。氫氣被認(rèn)為是昂貴的并且難以生產(chǎn)和儲存。今天，大多數(shù)氫氣是使用石油和天然氣生產(chǎn)的。換句話說，“灰色”氫氣不是氣候或環(huán)境的重大勝利。KU Leuven的研究人員認(rèn)為這種情況即將發(fā)生變化。
與此同時，我們看到儀表在我們面前的設(shè)備上穩(wěn)步上升。盡管水太陽，泡沫仍在繼續(xù)。“該小組在一整年內(nèi)每天生產(chǎn)約250升。這是一項世界紀(jì)錄，“KU Leuven研究員JanEné說。“這些面板中的20個足以在沒有電網(wǎng)或天然氣供電的情況下生存一年。如果你再增加20個面板，你甚至可以駕駛一輛氫燃料汽車一整年。“
Johan Martens教授及其表面化學(xué)和催化中心的團隊。©Tom Bosserez氫氣的另一個好處是它可以替代化石燃料。我們大約80%的能源來自石油，天然氣或煤炭。JanRongé說，如果我們想解決全球變暖問題，我們需要更換這些資源。
然而，氫氣有其自身的風(fēng)險。像大多數(shù)燃料一樣，氣體是高度易燃的。這會帶來危險，特別是在封閉空間。與此同時，它也是一種輕氣體，所以當(dāng)它逃逸時，它會立即上升，而不是在地面上蔓延。
無論如何，Johan Martens團隊的新原型已準(zhǔn)備好進行現(xiàn)場測試。對于第一個項目，我們開車前往佛蘭芒布拉班特省的鄉(xiāng)村小鎮(zhèn)Oud-Heverlee。不久，將在其中一個房屋上安裝20個氫氣板作為測試案例。如果一切順利，將在街道的一塊土地上安裝更多的面板。這將使街道上的其他39個家庭也能從該項目中受益。夏季產(chǎn)生的氫氣將在冬季儲存并轉(zhuǎn)化為電能和熱能。
氫氣比電力更容易儲存。緩沖電需要昂貴且慢慢失電的電池。因此，從夏季到冬季緩沖電力并不是一個好主意。對于氫氣，夏季產(chǎn)生的氫氣可以儲存在地下壓力容器中直到冬天。一個家庭需要大約4立方米的存儲空間。相當(dāng)于常規(guī)油箱的大小。
“我們希望設(shè)計出可承受的可持續(xù)性產(chǎn)品，幾乎可以在任何地方使用。”
對于Johan Martens來說，像Oud-Heverlee這樣的測試項目是他和他的團隊多年來一直努力的方向。“我們希望設(shè)計出可承受的可持續(xù)性產(chǎn)品，幾乎可以在任何地方使用。我們使用廉價的原材料，不需要貴金屬或其他昂貴的組件。“
由于批量生產(chǎn)尚未開始，氫氣板的實際成本仍然未知。然而，研究人員表示應(yīng)該負擔(dān)得起。本發(fā)明可以徹底改變綠色能源的未來。重點不在于大型生產(chǎn)單元，而在于較小的本地系統(tǒng)的組合。無論是天然氣，石油還是電力，它還需要更少耗能的能源運輸。無論如何，研究人員都樂觀地說：“天空是極限。”
