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新能源知識：太陽能轉換成氫能

2026-04-11 09:39:127410

　　氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能，即太陽能製氫，其主要方法如下：

　　(1)太陽能電解水製氫。電解水製氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高（75%-85%），但耗電大，用常規電製氫，從能量利用而言得不償失。所以，隻有當太陽能發電的成本大幅度下降後，才能實現大規模電解水製氫。　　(2)太陽能熱分解水製氫。將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法製氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度，一般不采用這種方法製氫。　　(3)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)製(zhi)氫(qing)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)太(tai)陽(yang)能(neng)直(zhi)接(jie)熱(re)分(fen)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)要(yao)求(qiu)的(de)高(gao)溫(wen)，發(fa)展(zhan)了(le)一(yi)種(zhong)熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)製(zhi)氫(qing)方(fang)法(fa)，即(ji)在(zai)水(shui)中(zhong)加(jia)入(ru)一(yi)種(zhong)或(huo)幾(ji)種(zhong)中(zhong)間(jian)物(wu)，然(ran)後(hou)加(jia)熱(re)到(dao)較(jiao)低(di)溫(wen)度(du)，經(jing)曆(li)不(bu)同(tong)的(de)反(fan)應(ying)階(jie)段(duan)，最(zui)終(zhong)將(jiang)水(shui)分(fen)解(jie)成(cheng)氫(qing)和(he)氧(yang)，而(er)中(zhong)間(jian)物(wu)不(bu)消(xiao)耗(hao)，可(ke)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)。熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)分(fen)解(jie)的(de)溫(wen)度(du)大(da)致(zhi)為(wei)900-1200K，這是普通旋轉拋物麵鏡聚光器比較容易達到的溫度，其分解水的效率在17.5%-75.5%。存在的主要問題是中間物的還原，即使按99.9%-99.99%還原，也還要作0.1%-0.01%的補充，這將影響氫的價格，並造成環境汙染。　　(4)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)化(hua)學(xue)分(fen)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)。這(zhe)一(yi)製(zhi)氫(qing)過(guo)程(cheng)與(yu)上(shang)述(shu)熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)製(zhi)氫(qing)有(you)相(xiang)似(si)之(zhi)處(chu)，在(zai)水(shui)中(zhong)添(tian)加(jia)某(mou)種(zhong)光(guang)敏(min)物(wu)質(zhi)作(zuo)催(cui)化(hua)劑(ji)，增(zeng)加(jia)對(dui)陽(yang)光(guang)中(zhong)長(chang)波(bo)光(guang)能(neng)的(de)吸(xi)收(shou)，利(li)用(yong)光(guang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)製(zhi)氫(qing)。日(ri)本(ben)有(you)人(ren)利(li)用(yong)碘(dian)對(dui)光(guang)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)，設(she)計(ji)了(le)一(yi)套(tao)包(bao)括(kuo)光(guang)化(hua)學(xue)、熱電反應的綜合製氫流程，每小時可產氫97升，效率達10%左右。　　(5)太陽能光電化學電池分解水製氫。1972年，日本本多健一等人利用nxingeryanghuataibandaotidianjizuoyangji，eryiboheizuoyinji，zhichengtaiyangnengguangdianhuaxuedianchi，zaitaiyangguangzhaoshexia，yinjichanshengqingqi，yangjichanshengyangqi，liangdianjiyongdaoxianlianjiebianyoudianliutongguo，jiguangdianhuaxuedianchizaitaiyangguangdezhaoshexiatongshishixianlefenjieshuizhiqing、製zhi氧yang和he獲huo得de電dian能neng。這zhe一yi實shi驗yan結jie果guo引yin起qi世shi界jie各ge國guo科ke學xue家jia高gao度du重zhong視shi，認ren為wei是shi太tai陽yang能neng技ji術shu上shang的de一yi次ci突tu破po。但dan是shi，光guang電dian化hua學xue電dian池chi製zhi氫qing效xiao率lv很hen低di，僅jin0.4%，隻能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩定，所以至今尚未達到實用要求。　　(6)太陽光絡合催化分解水製氫。從1972nianyilai，kexuejiafaxiansanlianpidingdingluohewudejifataijuyoudianzizhuanyinengli，bingcongluohecuihuadianhezhuanyifanying，tichuliyongzheyiguochengjinxingguangjieshuizhiqing。zhezhongluohewushiyizhongcuihuaji，tadezuoyongshixishouguangneng、產生電荷分離、電荷轉移和集結，並通過一係列偶聯過程，最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水製氫尚不成熟，研究工作正在繼續進行。　　(7)生物光合作用製氫。40多年前發現綠藻在無氧條件下，經太陽光照射可以放出氫氣；shiduonianqianyoufaxian，lanlvzaodengxuduozaoleizaiwuyanghuanjingzhongshiyingyiduanshijian，zaiyidingtiaojianxiadouyouguanghefangqingzuoyong。muqian，youyuduiguanghezuoyonghezaoleifangqingjililejiehaibugou，zaoleifangqingdexiaolvhendi，yaoshixiangongchenghuachanqinghaiyouxiangdangdadejuli。juguji，ruzaoleiguanghezuoyongchanqingxiaolvtigaodao10%，則每天每平方米藻類可產氫9克分子，用5萬平方公裏接受的太陽能，通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。