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新能源知识太阳能转换成氢能
来源氢分子产业网发表时间2018-7-1 14:58:51阅读2937
氢能是一种高品位能源太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能即太阳能制氢其主要方法如下
(1)太阳能电解水制氢电解水制氢是目前应?#23186;?#24191;且比较成熟的方法效率较高75%-85%但耗电大用常规电制氢从能量利用而言得不偿失所以只有当太阳能发电的成本大幅度下降后才能实现大规模电解水制氢
(2)太阳能热分解水制氢将水或水蒸汽加热到3000K以上水中的氢和氧便能分解这种方法制氢效率高但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度一般不采用这种方法制氢
(3)太阳能热化学循?#20998;?#27682;为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温发展了一种热化学循?#20998;?#27682;方法即在水中加入一种或几种中间物然后加热到较低温度经历不同的反应阶段最终将水分解成氢和氧而中间物不消耗可循环使用热化学循环分解的温度大致为900-1200K这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度其分解水的效率在17.5%-75.5%存在的主要问题是中间物的还原即使按99.9%-99.99%还原?#19981;?#35201;作0.1%-0.01%的补充这将影响氢的价格并造成环境污染
(4)太阳能光化学分解水制氢这一制氢过程与上述热化学循?#20998;?#27682;有相似之处在水中添加某种光敏物质作催化剂增加对阳光中长波光能的吸收利用光化学反应制氢日本有人利用碘对光的敏?#34892;ԣ?#35774;计了一套包括光化学热电反应的综合制氢流程每小时可产氢97升效率达10%左右
(5)太阳能光电化学电池分解水制氢1972年日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极而以铂黑作阴极制成太阳能光电化学电池在太阳光照射下阴极产生氢气阳极产生氧气两电极用导线连接便有电流通过即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢制氧和获得电能这一实验结果引起世界各国科学家高度重视认为是太阳能技术上的一次突破但是光电化学电池制氢效率很低仅0.4%只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光?#19994;?#26497;?#36164;?#33104;蚀性能不稳定所以?#20004;?#23578;?#21019;?#21040;实用要求
(6)太阳光络合催化分解水制氢从1972年以来科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力并从络合催化电荷转?#21697;?#24212;提出利用这一过程进行光解水制氢这种络合物是一种催化剂它的作用是吸?#23637;?#33021;产生电荷分离电荷转移和集结并通过一系?#20449;剂?#36807;程最终使水分解为氢和氧络合催化分解水制氢尚不成熟研究工作正在继续进行
(7)生物光合作用制氢40多年前发现绿藻在无氧条件下经太阳光照射可以放出氢气十多年前又发现兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间在一定条件下?#21152;?#20809;合放氢作用目前由于对光合作用和藻类放氢机理了解?#20849;还?#34299;类放氢的效率很低要实现工程化产氢还有相当大?#26408;?#31163;据估计如藻类光合作用产氢效率提高到10%则每天每平方米藻类可产氢9克分子用5万平?#28966;?#37324;接受的太阳能通过光合放氢工程即可满足美国的全部?#21058;?#38656;要
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