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DLR光熱高效制氫裝置將于PSA進行測試 有望實現工業化應用
發布者：本網記者Cecilia | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6080查看 | 2017-12-06 18:16:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網訊：近日，德國宇航中心及其國際項目合作伙伴聯合展示了目前規模最大的可用于制氫的太陽能化學裝置。

　　該裝置是HYDROSOL_Plant項目的研發成果，在該項目中，德國宇航中心研究人員與合作公司協同深入研發了利用太陽輻射直接制氫的技術，并通過重新選擇材料與更改反應堆的結構，成功將制氫裝置的工作功率從之前的100kW提升至750kW。在接下來的幾個月中，研究人員將在西班牙南部的PSA光熱發電平臺對該裝置進行運行測試，并檢驗選材是否合理。

　　HYDROSOL_Plant國際項目由希臘浮質和粒子技術實驗室（CERTH-CPERI-APTL）負責協調，由DLR、西班牙環境能源技術研究中心（CIEMAT）、荷蘭HyGear公司以及希臘能源供應公司Hellenic Petroleum聯合開發，并由歐洲燃料電池和氫氣聯合（FCH 2 JU）技術創新項目提供資金支持。在該項目中，DLR太陽能研究所主要負責太陽能反應堆開發、裝置設計以及測控技術等工作。

　　可利用陽光實現高效水分解

　　在運輸及供熱領域，氫有望顯著提高可再生能源使用比例，舉一個簡單的例子，其可直接應用于裝有燃料電池驅動器的車輛上。此外，氫還是生成甲烷、甲醇、汽油和煤油等合成燃料的組成部分。因此，利用可再生能源制氫可以顯著減少運輸和供熱行業的二氧化碳排放量。

　　該裝置通過利用太陽熱能的熱化學氧化還原反應直接生成氫。在該裝置中，反射鏡裝置將太陽光聚焦于一點并產生超高溫，在高溫作用下，水得以分解成氫和氧。制氫步驟的第一步，即利用太陽光將反應堆內部的氧化還原材料（例如鎳鐵氧體或氧化鈰）加熱至1400攝氏度，此時，金屬氧化物會被化學還原，氧得以釋放并逸出反應堆。實際的水分解則發生于第二步驟，這一步驟需要800至1000攝氏度的溫度條件。在這一步中，研究人員會讓水蒸氣流過反應堆，之前已被還原的材料會被再次氧化。由于水蒸氣中的氧與材料結合生成金屬氧化物，所以會被保留在反應器中，而氫則自由逸出。待材料被完全氧化，就完成一個完整的循環過程，下一個過程又會重新開始。

　　效率更高，耐候性更佳

　　研究人員在早期研發項目的基礎上，大幅改良了反應堆結構及選材。通過利用具有反射材料涂層的錐體，太陽輻射可進行二次聚焦，逸出熱量得以減少，因此該裝置整個工作過程的效率顯著提高。新研發的陶瓷泡沫具有更高的氫收率和更佳的耐候性。據研究人員預計，在測試模式下每周可產生大約三公斤的氫氣。

　　DLR太陽能研究所項目經理Martin Roeb表示：“通過HYDROSOL_Plant項目，我們首次設計出了一個可實現從發電→高純氫提取→氫存儲等完整過程的太陽能制氫裝置。雖然我們的工作目前尚處于研究階段，但我們現在每周已經可以生產一公斤的氫氣，這是一個相當大的數字。一輛高效的燃料電池汽車可以在一公斤氫氣驅動下行駛100多公里。”

　　未來10年內或可實現工業應用

　　氫是最重要的基本化學元素之一，目前主要用于肥料的生產以及原油的脫硫。在日本，現已有20余萬個燃料電池系統應用于建筑生產，其目的也是將氫用于大型天然氣發電項目中來生產能源，從而取代化石燃料及核電站。氫在工業（如鋼鐵生產）中的應用也可顯著減少二氧化碳排放。

　　DLR研究人員認為該裝置實現商業化應用仍需幾年時間，Roeb表示：“該裝置的首個應用程序可以作為一個獨立的解決方案，應用于沒有電網連接的區域。在這些情況下，每周生產10公斤的氫可能已經是一件很值得做的事情。而在未來十年的時間內，該裝置將有可能實現氫的工業化生產。”

附英文原文鏈接：
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