寫稿
投稿
即將到來的是“屋頂制氫”。這還需要幾年的時間，但科學界和工業界的許多人都相信，這是肯定會發生的。
想象一下在你的屋頂上有一個裝置——一個電解槽——它連接著一個圓柱體，或者是通向地下室大水箱的管道。你把這個裝置的一個腔室裝滿水。第二天，你的汽缸或燃料箱裝滿了氫——你的汽車或爐灶的燃料。
印度屋頂太陽能發電的問題與各國有配電公司的不妥協態度有很大關系。由于缺乏對剩余能源的可靠承購，加之價格低廉，阻礙了印度屋頂太陽能的發展。
將太陽能儲存在電池中一直是一項昂貴的提議，盡管電池成本的大幅下降很有希望。然而，由于世界正迅速轉向氫，有一種替代電池的方法。
在這里，人們可以利用屋頂太陽能發電廠的電力在屋頂上分解水來生產氫;更妙的是，一些新興技術正在使光解成為可能——利用光化學電池(PEC)，在沒有電的界面的情況下直接利用陽光將水分解。
印度理工學院馬德拉斯分校太陽能研究小組負責人阿拉文德·庫馬爾·錢迪蘭教授今年8月宣布，他們開發了一種“新材料”(一種“扭曲的哈利德鈣鈦礦”)，可以用來在陽光下分解水。
印度理工學院古瓦哈蒂分校的Mohammed Qureshi教授最近宣布，他的團隊開發了一種催化劑(鈷錫層狀雙氫氧化物和釩酸鉍)，當用作“光陽極”時，可以將水分解成氫和氧。
庫雷希教授告訴《量子》雜志，現在就評論是否可以將其縮小到屋頂發電廠還為時尚早，但學術界和工業界的許多人認為，小型氫氣發電機在未來將無處不在。
即使你想把直接從陽光中分解水的技術放在一邊，而只考慮傳統的電解技術，也有足夠的證據表明小規模的氫氣工廠正在到來。
大小無關緊要
總部位于美國的Ohmium的首席執行官兼聯合創始人阿恩·巴蘭廷(Arne Ballantine)表示:“基礎物理學表明，這些技術的大小并不重要。”該公司已開始在班加羅爾生產電解器。
“是的，‘屋頂氫氣’的想法變得非常、非常真實，”Ballantine說，并補充說，“我們正在超越化工廠的世界，那里最有效的制造氫氣的方式是一個巨大的裝置。”
一家名為“氫化資源”(hydrogen Resources)的新成立公司的執行主席Umesh Sachdev告訴《量子》雜志(Quantum)，該公司正在與屋頂太陽能安裝商洽談，希望在太陽能工廠旁邊安裝小型電解槽，從剩余的太陽能中生產氫。
德國電解槽生產商Enapter的董事長塞巴斯蒂安-賈斯特斯?施密特(Sebastian-Justus Schmidt)曾談到微波爐大小的設備。他們可以和屋頂的太陽能發電廠結婚。
施密特在2020年說:“今天，我們只需要4.4千瓦時的電力就可以生產1立方米的氫氣。”
現在，4.4千瓦時的電力通常是一個1千瓦的屋頂太陽能發電廠的輸出。
蘇格蘭的純能源中心和西班牙的H2B2等公司已經在生產小型電解槽。
施密特說:“到2030年，氫的需求預計將增長1000倍或更多，而現場生產這種氣體的分散系統，沒有運輸成本，將帶來巨大的變化。”
顯然，家庭可以在屋頂上生產(并消耗)氫氣，也可以從其他內部工廠生產。
百齡壇對此非常強調。電化學制氫——水電解——將遵循半導體和芯片的模式。迷你、微型和納米結構將一次又一次地獲勝，”他說。
成本因素
當然，目前成本是個問題——有人估計，由于電解槽的成本，屋頂氫氣的成本約為每公斤7.50美元;但那時，太陽能光伏組件的售價也超過了1美元/瓦，不到5年就跌至1 / 5。隨著電解槽制造業的發展，規模將有助于降低成本。
Ohmium的首席技術官Chock Karuppiah說:“屋頂氫氣燃料的關鍵推動因素是‘冷啟動’和‘快速啟停’循環功能。”
在不使用電力直接從陽光中分解水的問題上，Karuppiah說，光電化學系統“可能看起來像一個理想的解決方案”，但仍有許多挑戰需要克服。
“單個設備解決方案的設計需要在許多需求之間取得平衡(光的特性、離子種類、電流、液態水和氣態氫)。單靠一個設備很難做到這點。”Karuppiah說。
他補充說，太陽能電池和電解電池的集成將加速商業應用。
相關推薦：
