丰田和DIFFER合作从潮湿的空气中利用太阳能生产氢气

2019-02-14 14:39  浏览:  

荷兰研究所基础能源研究(DIFFER)的合作与丰田汽车欧洲(TME)开发吸收水蒸汽,并直接使用太阳能制氢的装置。

LIFT(创新未来技术的Launchpad)研究提案现已获得NWO ENW PPS基金的拨款。

在这个项目中,DIFFER和TME正在探索一种直接从潮湿空气中生产氢气的创新方法。这项研究项目的动机是双重的。需要新的可持续燃料1)减少对化石燃料的依赖,2)减少温室气体的排放。

其中一种可持续燃料是氢,可用于储存可再生能源。当氢与燃料电池中的氧结合时,能量以电的形式释放,清洁水是唯一的排放物。

在各自寻求解决方案的过程中,TME的先进材料研究部门会见了由Mihalis Tsampas领导的DIFFER的能源应用催化和电化学工艺组。该小组一直在研究一种在水相而不是液相中分解水的方法,这种方法更为常见。

 

使用气体而不是液体具有几个优点。液体引入了一些技术问题,如不希望的气泡形成。此外,通过在气相中使用水而不是液相,我们不需要昂贵的装置来净化水。最后,由于我们只使用周围空气中存在的水,我们的技术也适用于没有水的偏远地区。

-Mihalis Tsampas,能源应用催化和电化学工艺组

 

在过去的一年中,DIFFER和TME在联合可行性研究中证明了预想的原则是有效的。研究人员开发出一种新型固态光电化学电池,能够首先从环境空气中捕获水,然后在阳光照射下产生氢气。

第一个原型实现了当等效设备充满水时获得的70%的性能。该系统由聚合物电解质膜,多孔光电极和吸水材料组成,并结合在一个专门设计的膜集成装置中。

作为世界上第一个大规模生产的氢能轿车的先锋,丰田也积极地寻找在不使用化石燃料的情况下生产氢气的方法。这正好与丰田环境挑战20503的挑战,力争零CO 2我们整个车辆的整个生命周期内的排放。

基于可再生能源的氢生产显着有助于减少温室气体的排放。通过这种基础研究,我们通过为我们的运营和客户开发价格合理且易于使用的氢气应用,致力于氢气社会。

-Isotta Cerri,丰田汽车欧洲先进材料研究部总经理

 

在项目的下一阶段,合作伙伴打算大大改善设置。

在我们的第一个原型中,我们使用已知非常稳定的光电极。但所使用的材料仅吸收紫外线,紫外线占到达地球所有阳光的百分之五。因此,下一步是应用最先进的材料并优化系统结构,以增加水的摄入量和被吸收的太阳光量。

-Mihalis Tsampas

当克服这个障碍时,研究将转向提升技术。目前能够产生氢的光电化学电池非常小,大小约为平方厘米。为了在经济上可行,它们的规模必须扩大至少两到三个数量级。

DIFFER是荷兰科学研究组织(NWO)的九个研究机构之一。该研究所与(国际)学术界和工业界密切合作,对全球可持续能源基础设施的材料,工艺和系统进行跨学科研究。DIFFER的研究既包括太阳能燃料中可持续能源的转换和储存,也包括通过核聚变产生清洁,安全和充足的能源。

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