用集中太阳光记录太阳能制氢

EPFL的研究人员发明了一种能够产生大量清洁氢气的智能装置。通过集中太阳光，他们的装置使用了少量生产氢气所需的稀有、昂贵的材料，但它仍然保持着较高的太阳能燃料效率。他们的研究已进入下一个规模，在EPFL校园内安装了一个试点设施。

氢将在减少我们对化石燃料的依赖方面发挥关键作用。它可以通过使用太阳能来分裂水分子而持续产生。由此产生的清洁能源可以储存、用于汽车燃料或按需转换成电能。但是，在大规模、经济实惠的情况下使其可靠是研究人员面临的一个挑战。高效的太阳能制氢需要稀有而昂贵的材料——包括太阳能电池和催化剂——来收集能量然后将其转化。

EPFL可再生能源科学与工程实验室（LRESE）的科学家们想出了一个主意，即集中太阳辐射，以较低的成本在某一特定区域产生更多的氢。他们开发了一种增强型光电化学系统，当与集中太阳辐射和智能热管理结合使用时，可以将太阳能转化为氢，转化率为17%，功率和电流密度达到前所未有的水平。而且，它们的技术稳定，能够处理日常太阳辐射的随机动力学。

他们的研究结果刚刚发表在《自然能源》杂志上。“在我们的设备中，一层薄薄的水流过一个太阳能电池来冷却它。该研究的合著者Saurabh Tembhurne说：“系统温度仍然相对较低，这使得太阳能电池能够提供更好的性能。”“同时，水提取的热量被转移到催化剂上，从而改善化学反应，提高氢的生成率，”LRESE的研究人员Fredy Nandjou补充道。因此，在转化过程的每一步都对制氢进行了优化。

科学家们利用LRese独特的太阳模拟器来演示他们的设备的稳定性能。实验室规模演示的结果非常有希望，以至于该设备已经升级，目前正在EPFL的洛桑校区进行户外测试。研究小组安装了一个直径7米的抛物面镜，它将太阳辐射集中到1000倍，并驱动这个装置。第一次测试正在进行中。

氢气站

科学家们估计，他们的系统可以运行超过30000小时，或者近四年，而不需要更换任何部件，如果每四年更换一次某些部件，则可以运行长达20年。他们的太阳能集中器转动并跟随太阳穿过天空，以最大限度地提高产量。LRESE负责人和项目负责人索菲亚·豪塞纳解释说：“在阳光明媚的天气下，我们的系统每天能产生1千克氢气，这足以让氢动力汽车行驶100到150公里。”

对于分布式大规模制氢，几个浓缩器系统可以一起用于化工厂或制氢站制氢。Tembhurne和Haussener计划与一家名为Sohytec的分拆公司一起将他们的技术从实验室转移到工业领域。