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太阳能反应堆光电转化率高达70%

2020-08-10 06:03:42 

PNNL(西北太平洋国家实验室)研发的反应堆极大提高了转化率,比常规太阳能板的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转化成能为供能的氢燃料。

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,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,基本仅限于美国南部以及和的少数地方。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。(翟中超)

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