利用陽光生產(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(如風能、水能、太陽能等)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，從源頭上實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，因此被認為是最具發(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“危險化學品”，審批流程繁瑣、安全標準嚴格等問題也限制了綠氫基礎設施的建設和運營，以及氫氣運輸產(chǎn)業(yè)鏈的完善。此外，大規(guī)模綠氫項目生產(chǎn)的綠氫絕大部分用于化工生產(chǎn)，但風光發(fā)電的波動性難以匹配電解槽高效連續(xù)運行的需求，這也成為了綠氫在技術層面面臨的挑戰(zhàn)。
而就在最近，日本先進科學技術研究所(JAIST)和東京大學科學家攜手，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，實現(xiàn)分解水的工作，從而實現(xiàn)綠色制氫、制氧。這種材料或許能夠為“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外界刺激有一定的響應性，能夠引起其物理化學特性的改變。此次研究團隊研制的新型水凝膠中充滿釕絡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，由于水凝膠的關鍵部分是聚合物網(wǎng)絡，這種結(jié)構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)，因此不但可以實現(xiàn)穩(wěn)定的“光電轉(zhuǎn)化”，能量轉(zhuǎn)換效率也非?？捎^。
據(jù)悉，團隊下一步計劃嘗試擴大這種水凝膠生產(chǎn)規(guī)模，相信隨著這種材料的工藝及相關技術不斷發(fā)展，綠氫產(chǎn)業(yè)將會一定程度上受到影響，收獲積極的市場。當然，長期來看，這背后依舊需要政府、企業(yè)和科研機構等多方面的共同努力和支持。
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