利用陽(yáng)光生產(chǎn)氫氣 新型水凝膠為“綠氫”工業(yè)提供新思路
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】綠氫泛指利用可再生能源(如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等)分解水得到的氫氣，由于這種能源從生產(chǎn)到使用，過程中不產(chǎn)生二氧化碳，從源頭上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，因此被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗弧?br />
然而，在發(fā)展過程中，許多問題也隨之而來。
一方面，相較于煤制氫和天然氣制氫，可再生能源制氫成本高、難度大；另一方面，氫氣本身屬于“危險(xiǎn)化學(xué)品”，審批流程繁瑣、安全標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格等問題也限制了綠氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，以及氫氣運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)鏈的完善。此外，大規(guī)模綠氫項(xiàng)目生產(chǎn)的綠氫絕大部分用于化工生產(chǎn)，但風(fēng)光發(fā)電的波動(dòng)性難以匹配電解槽高效連續(xù)運(yùn)行的需求，這也成為了綠氫在技術(shù)層面面臨的挑戰(zhàn)。
而就在最近，日本先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所(JAIST)和東京大學(xué)科學(xué)家攜手，研制出一種新型水凝膠。這種水凝膠能夠以模擬自然界的光合作用的方式，實(shí)現(xiàn)分解水的工作，從而實(shí)現(xiàn)綠色制氫、制氧。這種材料或許能夠?yàn)?ldquo;綠氫”工業(yè)發(fā)展提供新的思路。
水凝膠是一種極具親水性的三維網(wǎng)狀凝膠，能吸收并保有大量的水并且對(duì)外界刺激有一定的響應(yīng)性，能夠引起其物理化學(xué)特性的改變。此次研究團(tuán)隊(duì)研制的新型水凝膠中充滿釕絡(luò)合物和鉑納米粒子等功能分子，這些分子共同模擬光合作用。
值得一提的是，由于水凝膠的關(guān)鍵部分是聚合物網(wǎng)絡(luò)，這種結(jié)構(gòu)不但有利于控制電子轉(zhuǎn)移，還能避免分子“扎堆”問題的出現(xiàn)，因此不但可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的“光電轉(zhuǎn)化”，能量轉(zhuǎn)換效率也非常可觀。
據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)下一步計(jì)劃嘗試擴(kuò)大這種水凝膠生產(chǎn)規(guī)模，相信隨著這種材料的工藝及相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，綠氫產(chǎn)業(yè)將會(huì)一定程度上受到影響，收獲積極的市場(chǎng)。當(dāng)然，長(zhǎng)期來看，這背后依舊需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等多方面的共同努力和支持。
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