研究人员正在寻求利用太阳光和热量制造氢气

随着欧洲越来越多地转向清洁能源，研究人员正在寻求利用太阳光和热量来制造氢气。2023年7月，南欧经历了前所未有的热浪，气温飙升至45°C左右，西班牙的一个特定地方却变得更加炎热，但却没有成为头条新闻。

该地点是阿尔梅里亚省的一个试验场，气温高达1400°C。

高希望

阿尔梅里亚太阳能平台(PlataformaSolardeAlmería)产生了令人瞠目结舌的高温，那里的镜子将该地区充足的阳光投射到一座43米高的塔上的一个小点上。该结构利用太阳能来产生极高的温度。

研究人员认为，该平台——欧洲最大的聚光太阳能技术测试中心——也可能是生产可再生氢的关键。这种形式的电力，如太阳能电池板和风力涡轮机，可以帮助欧洲和世界其他地区抛弃化石燃料，化石燃料排放包括CO2在内的温室气体，加速全球变暖。

希腊塞萨洛尼基希腊研究与技术中心的化学工程师苏扎娜·洛伦佐(SouzanaLorentzou)表示：“我们需要真正的清洁能源，这将使所有人受益。”

氢可以帮助全世界的绿色经济，因为它在燃烧时几乎不产生温室气体，并且可以为从钢铁到航空等难以脱碳的行业提供动力。

包括清洁氢在内的可再生能源是REPowerEU战略的支柱，该战略旨在在十年内放弃俄罗斯化石燃料，也是到2050年使实现气候中和的“绿色协议”的支柱。

问题在于，生产氢气的过程本身通常涉及天然气和煤炭等排放CO2的能源。到2022年，欧洲96%的氢气产量来自天然气。

事实上，一种相对简单的制造清洁氢气的方法已经存在。

这是一种利用可再生能源的电流将水分离成氢气和氧气的方法。这个过程称为电解，甚至可以在高中科学实验中进行。

但由于成本障碍，它尚未广泛流行。

根据国际可再生​​能源机构的数据，截至2021年底，全球氢气产量中只有4%来自电解。只有1%是通过可再生能源电解生产的。

太阳来了

欧洲的研究人员表示，依靠太阳寻找更多方法来制造可再生氢是有意义的。

太阳光线及其产生的热量可能会成为生产清洁氢气的理想方式。不需要电力，只需要阳光。

“我们的技术建立在现有系统之上——集中式太阳能发电厂，”洛伦佐说。“如果除了电力之外，这些工厂还可以生产绿色氢几乎作为奖励呢?”

西班牙巴塞罗那Leitat技术中心首席研究员MarcelBoerrigter表示，氢气生产目前造成超过8000亿吨CO2排放，约占全球此类排放总量的2%。

博里格特说：“如果我们能够实现绿色环保，我们就可以防止大量排放。”

研究盟友

他和塞萨洛尼基的洛伦佐都有共同的目标，即寻找产生零排放氢气的方法，并各自领导一个研究项目，该项目已获得资助，以进一步实现这一目标。

这就是阿尔梅里亚太阳能塔的用武之地，阿尔梅里亚是欧洲唯一的内陆沙漠塔贝纳斯的所在地，每年日照时间超过3,000小时。

洛伦佐的项目利用塔的极高热量在反应堆中启动化学过程，将水转化为清洁的氢气，而无需使用电力。

该计划名为“HYDROSOL-beyond”，是一系列通过水分解生产太阳能氢的项目中的最新项目。它于2019年1月开始，预计于2023年底结束。

Boerrigter的项目除了利用太阳的热量之外，还利用太阳光来启动制造清洁氢气的过程。

该计划名为GH2，为期三年，直至2025年9月底。

降低风险

“目前电力是绿色氢生产的主要成本因素，”博里格特说。“我们的方法消除了它的需要。”

虽然前景光明，但由于技术挑战挥之不去，仅利用太阳热或太阳光制造氢的想法将需要更多时间才能实现。

这些障碍凸显了研究的作用，包括承担具有商业头脑的企业通常避免的风险的公共资助项目。

HYDROSOL-beyond技术已经开发了大约20年。尽管在此期间取得了许多进展，但洛伦佐仍不确定大规模部署何时开始。

“这是该系列的第五个项目，”她说。“我看到这项技术从我们在实验室建造的东西发展到小规模装置，再到我们现在拥有的超大型系统。”

工作正在进行中

洛伦佐表示，可能还需要五年的技术微调，包括阿尔梅里亚反应堆的微调。

“我们发现了建造如此大规模的装置所面临的一些挑战，”她说。“例如，我们需要改变反应堆的设计，使其更耐用。这是我们现在的首要任务。”

就其本身而言，GH2背后的技术仍处于实验室阶段，离商业应用还很远。

在那里，研究人员需要简化化学过程，然后才能扩大规模并在现实世界中使用。

Boerrigter表示：“这项技术可能需要大约10到20年的时间才能进入商业阶段。”“这听起来很慢，但我们正处于早期阶段，进展非常快。”

他、洛伦佐和其他研究人员表示，利用太阳产生清洁氢气的目标有助于防止未来几十年发生灾难性的气候变化。

Boerrigter表示：“通过这项技术，我们可以减少CO2排放，创造绿色氢气，并且不会消耗更多电力。”“我们同时移动几块石头。”