太陽能制氫系統

太陽能制氫系統

太陽能制氫系統,與其他基於太陽能的系統一樣,也從收集陽光開始,但而後的過程卻截然不同。當銅管中的液體被高溫加熱後,在催化劑的作用下就能產生氫氣。這些氫氣既可以經由氫燃料電池轉化為電能,也能通過壓縮的形式儲存起來以供日後使用。

發明

太陽能制氫系統,是美國杜克大學的研究人員發明了一種可鋪設在屋頂的系統。該系統生產的氫氣無明顯雜質,在效率上也遠高於傳統技術,能讓太陽能發揮更大的用途。

參考圖:太陽能制氫試驗系統參考圖:太陽能制氫試驗系統

新系統與傳統太陽能集熱器在外觀上區別並不大,但實際上它主要由一系列鍍有氧化鋁的真空管組成,一部分真空管中還填充有起催化劑作用的納米顆粒。其中反應物質主要為甲醇

與其他基於太陽能的系統一樣,新系統也從收集陽光開始,但而後的過程卻截然不同。當銅管中的液體被高溫加熱後,在催化劑的作用下就能產生氫氣。這些氫氣既可以經由氫燃料電池轉化為電能,也能通過壓縮的形式儲存起來以供日後使用。

優點

該裝置可吸收高達95%的太陽熱能,由環境散發出去的則非常少。

這一裝置能讓真空管中的溫度達到200攝氏度,而相比之下,一個標準的太陽能集熱器只能將水加熱到60攝氏度到70攝氏度。在高溫作用下,該系統制氫的純度和效率遠高於傳統技術。

負責該研究的杜克大學工程學院機械工程學和材料學助理教授尼克·霍茨稱,他將新系統與太陽能電解水制氫系統和光催化制氫系統的火用(指定狀態下所給定能量中有可能做出有用功的部分)效率進行了對比,結果發現,新系統火用效率的理論值分別是28.5%(夏季)和18.5%(冬季),而傳統系統在夏冬兩季的火用效率則只有5%到15%和2.5%到5%。相關研究成果在美國機械工程師協會2011年能源與燃料電池會議上進行了公布。

太陽能甲醇混合系統是最便宜的解決方案,但系統的成本和效率會因安裝位置的不同而有所區別。

套用

在陽光充沛地區的屋頂鋪設這種太陽能裝置,大體上能滿足整個建築在冬季的生活用電需求,而夏季產生的電力甚至還能出現富餘。這時業主可以考慮關閉部分制氫系統或者將多餘的電力出售給電網。

對較為偏遠或不易獲取其他能源的地區,這種新型太陽能制氫系統將會是一個非常好的選擇。目前在杜克大學建造一個試驗系統,以便對其進行更為全面的測試。

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