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將太陽能轉化為氫能的方法

* 來源: * 作者: * 發表時間: 2020-06-19 0:53:13 * 瀏覽: 140

氫能是一種高級能源。可以通過分解水或其他方式將太陽能轉換為氫能，即通過太陽能產生氫。主要方法如下：1.太陽能電解水產生氫氣。目前，電解水制氫是一種廣泛使用且相對成熟的方法，效率高（75％-85％），但它消耗大量電能。使用常規電力生產氫不會在能源利用方面獲得回報。因此，只有大大降低了太陽能發電的成本，才可以使用大規模的水電解來產生氫。 2.太陽熱分解水產生氫。當水或蒸汽加熱到3000K以上時，水中的氫氣和氧氣會分解。該方法具有高的制氫效率，但是需要高功率的濃縮器來獲得如此高的溫度。該方法通常不用于產生氫。 3.通過太陽熱化學循環制氫。為了降低太陽能直接熱分解水以產生氫氣所需的高溫，開發了一種熱化學循環制氫方法，即向水中添加一種或幾種中間體，然后加熱至較低的溫度，然后通過不同的反應階段。水被分解成氫氣和氧氣，中間體不被消耗，可以循環使用。熱化學循環分解的溫度大約為900-1200K，這是普通旋轉拋物線鏡式冷凝器容易達到的溫度，水的分解效率為17.5％-75.5％。主要問題是中間體的減少，即使減少99.9％-99.99％，也必須補充0.1％-0.01％，這會影響氫氣的價格并造成環境污染。 4.太陽光化學分解水產生氫。該制氫過程與上述熱化學循環制氫相似。將一定的光敏物質作為催化劑添加到水中，以增加在陽光下對長波光能的吸收，并且氫通過光化學反應產生。日本某人利用碘對光的敏感性來設計包括光化學和熱電反應在內的全面的制氫工藝。它每小時可以產生97升氫氣，效率約為10％。 5.太陽光電化學電池分解水產生氫。 1972年，日本的Honda Kenichi等人使用n型二氧化鈦半導體電極作為陽極，并使用鉑黑作為陰極來制造太陽能光電化學電池。在陽光下，陰極產生氫，陽極產生氧。兩個電極使用導線，通過該連接將有電流通過，即光電化學電池在陽光照射下同時實現水的分解以產生氫，氧并獲得電能。該實驗的結果引起了全世界科學家的高度關注，被認為是太陽能技術的突破。然而，光電化學電池的制氫效率很低，僅為0.4％，只能吸收日光中的紫外線和近紫外線，電極易腐蝕，性能不穩定，尚未達到實用化。要求。 6.陽光配合物，催化水分解產生氫。自1972年以來，科學家發現三重吡啶加標絡合物的激發態具有轉移電子的能力，并催化該絡合物的電荷轉移反應，因此建議利用此過程通過水的光解產生氫。該絡合物是催化劑，其作用是吸收光能??，產生電荷分離，電荷轉移和聚集，并通過一系列偶聯過程，最終將水分解為氫和氧。水的復雜催化分解以產生氫氣尚未成熟，研究工作仍在繼續。 7.通過生物光合作用產生氫。 40多年前發現，綠藻可以在厭氧條件下釋放氫，十多年前發現，許多藻類藍藻等藍藻在一段時間內適應無氧環境，并且在某些條件下具有光合作用釋放。氫。目前，由于對光合作用和藻類氫的釋放機理的了解不足，藻類氫的釋放效率非常低，實現工程制氫的距離還很遠。據估計，如果藻類光合作用的產氫效率提高到10％，藻類每天每平方米可產生9摩爾氫，并且50,000平方公里的太陽能可以滿足美國的所有燃料需求。國家通過光合氫釋放項目。。

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