提高可再生能源制氢
钙钛矿材料可能有可能发挥重要作用过程中产生的氢气可再生的方式,据科学家分析国家可再生能源实验室(NREL)。
氢已成为一个重要载体存储能源产生的可再生资源,作为化石燃料的替代品用于运输、生产氨,以及其他工业用途。成功使用氢作为燃料的关键是能够满足能源部的氢能源Earthshot-a最近宣布的目标将清洁的氢气的成本削减80%,至1美元每公斤十年。
NREL科学家分析了一个新兴的水分解技术,被称为太阳能热化学氢(STCH)生产,可能更多的能源效率比通过常用电解生产氢的方法。电解电需要把水分解成氢和氧。STCH依靠两步化学过程中,金属氧化物暴露在温度超过1400摄氏度在较低温度下,然后用蒸汽re-oxidized生产氢。
”当然是一个非常具有挑战性的领域,它有很多研究问题仍然悬而未决,主要材料的角度来看,“Zhiwen Ma说,国家可再生能源实验室的资深工程师和一篇新论文的主要作者,“太阳能热化学制氢系统和Technoeconomic分析”,发表在《可再生能源》杂志上。他的合作者,所有从NREL,帕特里克·达文波特和吉纳维芙阿富汗二月。
本文补充进行材料研究通过观察发现集成的系统级设计和技术经济分析可能的材料成为一个太阳能燃料平台和支持美国能源部氢程序。材料发现氢项目涉及机器学习、缺陷计算,开发新型钙钛矿材料和实验工作。研究人员需要确定钙钛矿能够处理所需的高温而达到业绩目标。
这项工作表明组合的一部分技术经济分析的重点集中在制氢途径各有自己的优点和缺点。电解,例如,商用和所需的电力可以来自光伏(PV)。使用的光伏电池,然而,只有捕获太阳光谱的一部分。STCH使用整个频谱。聚光太阳能热发电使STCH创建化学反应。
积极的研究来确定最好的材料STCH过程至关重要的成功这对制氢方法,科学家们指出。
“材料不一定被发现,”阿富汗二月说,“但这分析提供一些界限,我们认为成本会如果材料达到一些目标和期望,研究社区的设想。”
参考:马Z,达文波特P,阿富汗二月g系统和technoeconomic分析太阳能热化学制氢。更新在。2022;190:294 - 308。doi:10.1016 / j.renene.2022.03.108
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