氫能作為一種環(huán)保綠色新能源,越來越獲得市場的認可。然而,氫氣的制備和儲存都還有著較大的探索空間。日前,我國科研人員的一項研究公開發(fā)布,通過搭建新型光熱系統,讓氫能的制備效率提高了6倍。未來的我們,也許還能開著氫能源私家車駛上高速公路。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
大顯身手
氫能源既可讓載人客車跑起來
也能“推動”火箭發(fā)射
很多人概念里的“氫”真的很輕,只要充進氣球里,氣球就會立刻飄起來。但需要的時候,“氫”也能很“重”,可以讓載人客車跑起來。南京航空航天大學能源與動力學院副研究員張凱告訴記者,在北京冬奧會上,綠色環(huán)保的氫能源“大顯身手”,不僅主火炬燃燒使用的是氫能,就連賽場上的客車使用的也是氫燃料電池。數據顯示,2022年北京冬奧會張家口賽區(qū)投入氫燃料電池汽車710輛。整個冬奧期間,共有1200多輛氫燃料電池車運行,在奧運史上是數量最多的,同時也是服務于冬季奧運會中數量最多的。
“其實,在2008年北京奧運會和2010年上海世博會期間,氫燃料電池車就已開始‘上崗’!睆垊P告訴記者。
“在航天領域里使用,它甚至能‘推動’火箭的發(fā)射!睆垊P告訴記者,“航天燃料中,液氫和液氧是重要組成部分,不僅環(huán)保,而且推力大,對于火箭發(fā)射來說是很好的推進劑!
在我們的日常生活中,氫能也開始逐漸“落地”,“比如,在工業(yè)生產中,氫就是一種必不可少的原料。在農業(yè)、美容養(yǎng)生等多個領域,氫也能起到重要作用!
主要特點
綠色環(huán)保,但制備成本太高
張凱向記者展示了一組數據:作為宇宙中分布最廣的物質,氫具有燃燒熱值高的特點,是汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水,因此它是世界上最干凈的能源,資源豐富,可持續(xù)發(fā)展。氫能研究院執(zhí)行院長、清華大學副教授王賀武曾對氫能的大面積使用做過解讀:理想狀態(tài)下,1公斤氫氣能替代約5升柴油的消耗量,約減少15公斤的二氧化碳排放。與柴油、汽油等傳統燃料相比,氫氣杜絕了顆粒物、氮氧化物等污染物的排放。長期來看,對于減輕溫室效應有不小影響。
不過,張凱告訴記者,我國的氫能源目前更多的還是從化石原料中提取,存在高成本高能耗、技術瓶頸、缺乏可持續(xù)發(fā)展模式這三大“難關”。
最新研究
搭建新型光熱系統
氫能源制備效率提高6倍!
此次河北大學科研人員的最新研究發(fā)現,便是在氫能的制備效率上有了突破。河北大學物理學院研究員李亞光團隊最新在《自然通訊》上發(fā)表的一項研究成果顯示,通過構建新型光熱系統,6㎡正常光照面積日均產氫量可以達到23.27m3,有望實現規(guī);彝怅柟怛寗蛹状贾卣茪。
“科研人員搭建的新型光熱系統,提高制備氫能效率的關鍵便在于一種特殊的膜!睆垊P拿讀者們最熟悉的太陽能熱水器做了一個類比,“普通的太陽能集熱管中,太陽光透過玻璃管被熱水管外壁所涂的黑色薄膜吸收,進而轉化為熱量,但黑色薄膜自身還會在近紅外波段發(fā)出長波輻射,導致所吸收的太陽能部分損失。”
在這個新型的光熱系統里,這張?zhí)厥獾哪た梢愿咝仗柲懿⑵滢D化為熱量,同時其近紅外波段的輻射能力顯著降低,從而大大提升了太陽能的轉化利用,使系統在較低輻照下達到了很高的溫度,加速了甲醇和水的裂解,實現了氫能源的高效制備。
根據已經公開的數據,這種新型光熱系統制備氫能的效率,是目前文獻報道的光催化產氫效率的6倍。
展望未來
降低成本后,氫燃料電池車或將普及
這樣的畫面完全可以暢想,未來的“加油站”即將升級成“加氫站”,市民開著氫燃料電池車進入“加氫站”,為新能源汽車的氫能高壓氣罐加滿氫能源,一腳油門,再次上路。
“目前,我國的科研工作者和部分汽車制造企業(yè)已經在氫燃料電池的研發(fā)上下了‘苦功’,未來,我們還要克服氫能制備的成本問題,成本一旦降低,氫燃料電池車真的有望走入尋常人家!睆垊P說。
原標題:氫能源電池車大批量“上路” 或許只是時間問題