據(jù)外媒報道，美國國家可再生能源實驗室（NREL）的一項分析顯示，在以可再生方式生產(chǎn)氫的過程中，鈣鈦礦材料可能發(fā)揮重要作用。

（圖片來源：NREL）

        作為可再生能源的重要載體，氫被視為化石燃料的替代品之一，在交通運輸、制氨及其他工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。為了推廣使用氫燃料，最近美國能源部提出“氫能地球計劃”（Hydrogen Energy Earthshot），其目標(biāo)是在十年內(nèi)將清潔氫氣的成本降低80%，達(dá)到每公斤1美元。

        NREL研究人員分析了一種新興的水分解技術(shù)。這種太陽能熱化學(xué)制氫（STCH）技術(shù)，可能比常用的電解制氫法更節(jié)能。電解法通過電將水分解成氫和氧。STCH則依賴于一種兩步化學(xué)工藝，首先將金屬氧化物暴露在超過1400攝氏度的溫度下，然后在更低的溫度下使其與蒸汽再氧化，從而產(chǎn)生氫氣。NREL高級工程師Zhiwen Ma表示：“該領(lǐng)域非常具有挑戰(zhàn)性，還有很多未解問題，主要是從材料的角度?！?/p>

        該項研究著眼于系統(tǒng)級設(shè)計和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以補(bǔ)充正在進(jìn)行的材料研發(fā)，將可能的材料集成至太陽能燃料平臺中，并支持能源部的HydroGEN項目。HydroGEN項目通過一系列實驗工作來發(fā)現(xiàn)材料，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、缺陷計算和開發(fā)新的鈣鈦礦材料。研究人員需要確定鈣鈦礦能夠承受必要的高溫，同時實現(xiàn)性能目標(biāo)。

        這項工作展示了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析組合的一部分。這些分析集中在制氫方法上，每種方法的優(yōu)缺點各異，例如商用電解方法可以通過光伏獲得電力，然而這些光伏電池只能捕獲一部分太陽光；STCH能夠利用整個光譜，但過于集中的太陽熱能會使STCH產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

        研究人員指出，積極地尋找和研究適合STCH工藝的最佳材料，對于這種制氫方法是否會取得成功至關(guān)重要。Saur表示：“不一定要真正找到材料。這類分析是為了提供一些界限，從而表明如果滿足研究界設(shè)想的一些目標(biāo)和期望，材料成本將達(dá)到什么水平?！?/p>