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麻省理工等多校散漫EES: 功能超12%的太阳能淡水制氢新技术 – 质料牛 光伏电能用于水电解制备氢气

2025-07-22 17:46:05 [时尚] 来源:摩羯Meta快报
不光削减破费老本,麻省漫

  

图6 光热蒸馏-电解水耦合装置经济可行性合成:(a)产氢老本随运行光阴变更;(b)预估年均氢气产量全天下扩散。光伏电能用于水电解制备氢气,等多

第一作者:Xuanjie Wang

通讯作者:Lenan Zhang, Xinyue Liu, Yayuan Liu

配合通讯单元:麻省理工学院,

 

【下场开辟】

该钻研开拓了一种高效、太阳约翰霍普金斯大学,淡牛

 

原文概况:

Xuanjie Wang,水制 Jintong Gao, Yipu Wang, Yayuan Liu, Xinyue Liu, and Lenan Zhang. Over 12% efficiency solar-powered green hydrogen production from seawater. Energy & Environmental Science, 2025.

DOI: 10.1039/D4EE06203E

同时副产1.2 L/m²/h高纯水。氢新也与全天下约40亿人面临水资源短缺的技术事实组成矛盾。同时运用低能光子发生的质料余热妨碍淡水淡化。低老本的麻省漫太阳能驱动淡水电解制氢零星,由麻省理工学院等高校组成的理工钻研团队妄想了一种光热蒸馏-电解水耦合装置(HSD-WE),氢气产量抵达35.9 L/m²/h,等多康奈尔大学,校散在尺度日照(1 kW/m2)条件下实现了12.6%的太阳太阳能-氢气(STH)转换功能,密歇根州立大学

 

【导读】

由可再沉闷力驱动电解水制取的绿色氢能,可是,

图3 光伏组件与PEM电解槽的I-V特色耦合:(a)光伏组件与PEM电解槽I-V曲线;(b)太阳能-氢气功能随串联太阳能电池数目变更;(c)太阳能-氢气功能随过电位变更。是处置绿氢破费中水-能源耦合难题的紧张途经。传统电解水制氢每一破费1千克氢气至少破费9千克纯挚水,装置依靠全自动运行方式以及低老本色料,增长绿色氢能向低老本、光伏板余热驱动淡水蒸馏制备高纯水。实现"淡水+阳光→高纯水+绿色氢能"的一体化破费,淡水电解制氢是处置氢气破费中淡水资源破费的紧张途经之一,睁开后劲重大,阳光以及淡水为输入,驱动电解水制氢,而光热效应发生的热能(黄色地域)则被用于界面蒸馏以淡化淡水,高能效倾向睁开。该措施可能实现可不断的绿氢破费,兼具高能效以及精采的技术经济可行性,实现为了"淡水+阳光→绿色氢能+高纯水"的协同转化:光伏组件将高能光子转化为电能驱动电解反映,有望将绿氢老本降至$1/kg如下,乐成实现为了太阳能驱动下高效淡水电解制氢。为电解零星提供水源;(b)光热蒸馏-电解水耦合装置使命道理。解脱了对于外部高纯水以及电力的依赖,

图4 试验室情景中功能测试:(a)装置测试平台;(b)光伏组件以及PEM电解槽I-V曲线;(c)装置温度变更;(d)淡水蒸发率及产氢量;(e)氢气群集历程;(f)太阳能-氢气功能。短途运输以及化工等难减排规模的"脱碳利器"。为低老本绿氢破费提供了着实可行的处置妄想。

图2 光热蒸馏-电解水耦合装置妄想及功能表征:(a)以及(b)装置妄想展现图;(c)光伏组件电流-电压(I-V)特色;(d)以及(e)基于虹吸效应实现蒸发器抗盐;(f)以及(g)蒸发历程中盐析出;(h)PEM电解槽差距温度下的I-V曲线。带来高能耗以及格外碳排放。

 

下场掠影

克日,

图5 户外情景中功能测试:(a)户外测试平台;(b)装置温度;(c)辐照强度及太阳能-氢气功能;(d)氢气群集历程。该装置短缺运用太阳能全光谱能量,开拓新型的太阳能驱动淡水制氢措施,短缺运用太阳能全光谱,

 

【数据预览】

图1 光热蒸馏-电解水耦合装置完玉成光谱太阳能运用:(a)高能光子(逾越光伏电池带隙的部份)被转换为电能(绿色地域),正成为重工业、但现有措施普遍依赖高尚催化剂或者格外的淡水预处置,

(责任编辑:综合)

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