8 月 15 日消息,PNNL(西北太平洋国家实验室)研发的太阳能反应堆极大提高了光电转化率,比常规太阳能电池板的 20% 光电转化率高出 3 倍多,这使该装置商用化成为可能。虽然生产氢燃料过程中产生的温室气体尚待解决,但利用新技术每公斤氢燃料的生产价格节约到现在市场价的 20%。
PNNL 研究者 Paul Armatis, Bob Wegeng and Richard Zheng 和太阳能热化学先进的反应堆系统。(图片来源:PNNL)
华盛顿州里奇兰市实验室的研究人员正在致力于研发一种太阳能反应堆的装置,这种新技术和常规的太阳能电池板相比发电效率明显要高。研究人员利用太阳能反应堆装置提供电源把天然气转化成能为汽车供能的氢燃料。
常规太阳能电池板光电转化率为 20%,而实验条件下的太阳能反映堆装置的有效转化率能达到 70%,PNNL 项目的工程师 Bob Wegeng 介绍说。做个对比吧,植物的光合作用把太阳光转换为能量的有效率略低于 10%。
氢燃料具有较高的能含量。1 公斤的氢的能含量相当于 1 加仑(约 2.86 公斤)汽油的能含量。根据联邦政府和汽车厂商的估算,氢汽车加上 1 公斤燃料大约可以行使 50 到 81 英里(约合 80 到 130 公里)。
利用太阳能反应堆技术,使每转化成 1 公斤氢燃料只花费 2 美元,PNNL 为此努力着。根据联邦政府的数据显示来加油站转化的 1 公斤氢燃料需要 13.5 美元,丰田官方数据是 10-12 美元。
“我们很接近商用化了,”Wegeng 说。
从上世纪 90 年代 PNNL 就开始研究利用太阳能来生产燃料。PNNL 与 NASA 的在这方面的合作研究取得了巨大进步,虽然不久之后 NASA 和 PNNL 项目的研究分开了,但是利用太阳能反应堆技术来生产廉价氢燃料的技术得到很大发展被广为传播。
氢燃料补给站的普及是个不小的问题。大概 2 周前,美国能源部发布了一项请求,获取公共反馈之后就开始分析研究燃料补给站的问题。
氢汽车理论上具有燃料廉价且无污染的优点。除了还处于研究阶段,氢汽车非常昂贵的价格是一个主要缺点。
氢动力汽车丰田 Mirai
市场上几款主要的氢汽车如 2015 款的现代途胜和 2016 款的丰田 MIrai,它们售价在 5.8-6 万美元之间。
直到今天,氢汽车和氢燃料补给站还很少,基本仅限于美国加州南部以及欧洲和日本的少数地方。加州空气资源局今年 7 月的一份报告显示现在该州有 20 个氢燃料补给站,今年年底预计增加到 38 个,主要分布在洛杉矶区域。
虽然氢燃料不产生污染,但生产氢燃料的过程会产生温室气体。这个问题需要 PNNL 来解决。
PNNL 太阳能反应堆系统将给一个有能力每天生产 15-17 公斤氢燃料的生产装置提供电源。我们希望这种装置能够迅速普及。