自工業(yè)革命以來,由煤炭、石油和天然氣構(gòu)成的化石燃料,在世界經(jīng)濟發(fā)展中始終扮演著關(guān)鍵角色,并提供著主要的動力。然而,伴隨著世界人口的快速增長和工業(yè)化進程的加速,人類對化石燃料的消耗量或電力供應(yīng)的需求量也隨之倍增。全球不斷減少的化石能源儲量與消耗量的持續(xù)上升,相輔相成,將化石燃料日益推向歷史上從未有過的“黑色黃金”高位,全球經(jīng)濟正在承受著化石燃料急劇浮動的價格和供應(yīng)安全可靠性的雙重打擊。人類已到了積極應(yīng)對能源供應(yīng)安全、降低污染排放、發(fā)展清潔可替代能源的時代,氫能將是最有希望的解決方案之一。氫在自然界中廣泛存在,而且不受地緣政治局限,氫氣燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品是干凈的水。
但是,氫氣(H2)作為氫能的外在表現(xiàn)形式,在自然界中并不會自然生成,必須借助化學(xué)反應(yīng)從其它各種富含氫的化合物中“粹取”(Extracted)。氫氣可以從富含氫的化石燃料中粹取,但正如上述原因不可能成為最終解決方案;也可以從水中分解,但成本代價高昂。歐盟第七研發(fā)框架計劃(FP7)提供資助,由德國科技人員領(lǐng)導(dǎo)的歐洲Hycycles研發(fā)團隊,主要聚焦于從硫酸(H2SO4)分解反應(yīng)的硫基熱化學(xué)循環(huán)(Sulphur-Based-Thermochemical Cycles),這一反應(yīng)過程中能源最密集的階段,粹取生產(chǎn)氫氣。為了滿足反應(yīng)過程適合于太陽能或核能生產(chǎn)氫氣的需求,研發(fā)團隊不僅需要解決氫氣粹取工藝技術(shù),還需解決適應(yīng)太陽能或核能的配套材料及工藝技術(shù)。
Hycycles 研發(fā)團隊的科技人員,利用碳化硅(Sic)陶瓷家族材料作為基板(Substrates),應(yīng)用于催化硫酸分解生成氫氣。如此,加快催化反應(yīng)速度,將成為提升氫氣生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素。研發(fā)團隊成功研制的世界最大Sic材料熱轉(zhuǎn)換器(Heat Exchangers),為研發(fā)團隊生成氫氣工藝技術(shù)的進一步研究奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上進行的太陽能反應(yīng)器和核能反應(yīng)器的研究均已設(shè)計出原型樣機,已進入商業(yè)化前的中試優(yōu)化階段。生產(chǎn)成本評估研究顯示,硫酸分解生產(chǎn)氫氣已展現(xiàn)出氫能經(jīng)濟美好前景的潛力。
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)