新型製氫裝置可以將太陽能直接轉化為氫
2026-04-11 23:39:45
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據http://arstechnica.com/網wang站zhan報bao道dao，科ke學xue家jia製zhi造zao出chu一yi種zhong可ke以yi直zhi接jie將jiang太tai陽yang能neng轉zhuan化hua為wei氫qing的de裝zhuang置zhi。就jiu可ke再zai生sheng能neng源yuan的de可ke利li用yong性xing而er論lun，太tai陽yang能neng的de易yi利li用yong性xing無wu可ke厚hou非fei，但dan是shi太tai陽yang能neng的de開kai發fa利li用yong也ye麵mian臨lin著zhe挑tiao戰zhan，雖sui然ran太tai陽yang能neng很hen容rong易yi轉zhuan換huan成cheng熱re能neng和he電dian能neng，但dan是shi我wo們men卻que不bu能neng將jiang這zhe些xie能neng量liang以yi足zu夠gou高gao的de密mi度du存cun儲chu起qi來lai用yong於yu交jiao通tong運yun輸shu。這zhe就jiu解jie釋shi了le為wei什shen麼me人ren們men要yao花hua費fei巨ju大da的de人ren力li物wu力li來lai探tan索suo諸zhu如ru生sheng物wu燃ran料liao和he電dian解jie製zhi氫qing。在zai能neng量liang轉zhuan化hua過guo程cheng當dang中zhong，每mei增zeng加jia一yi步bu反fan應ying過guo程cheng，就jiu會hui相xiang應ying的de降jiang低di產chan能neng效xiao率lv。
上述問題是在《科學》雜za誌zhi的de一yi篇pian文wen章zhang中zhong提ti出chu的de，作zuo者zhe發fa明ming了le一yi種zhong裝zhuang置zhi，它ta可ke以yi使shi用yong太tai陽yang能neng直zhi接jie將jiang水shui分fen解jie，釋shi放fang氧yang和he氫qing。同tong時shi該gai裝zhuang置zhi還hai可ke以yi轉zhuan換huan二er氧yang化hua碳tan，將jiang其qi轉zhuan變bian為wei一yi氧yang化hua碳tan和he氧yang氣qi。更geng棒bang的de是shi，它ta不bu需xu要yao任ren何he外wai加jia催cui化hua劑ji，它ta所suo使shi用yong的de催cui化hua劑ji為wei鈰shi化hua合he物wu，而er鈰shi元yuan素su的de儲chu量liang與yu銅tong元yuan素su一yi樣yang豐feng富fu，並bing且qie在zai經jing過guo數shu百bai個ge反fan應ying周zhou期qi後hou還hai可ke以yi保bao持chi穩wen定ding。
這(zhe)一(yi)設(she)備(bei)的(de)結(jie)構(gou)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)。它(ta)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)的(de)視(shi)為(wei)一(yi)個(ge)聚(ju)焦(jiao)鏡(jing)，直(zhi)射(she)陽(yang)光(guang)通(tong)過(guo)透(tou)明(ming)石(shi)英(ying)窗(chuang)進(jin)入(ru)一(yi)個(ge)專(zhuan)為(wei)內(nei)部(bu)反(fan)射(she)而(er)設(she)計(ji)的(de)反(fan)應(ying)室(shi)，反(fan)應(ying)室(shi)十(shi)分(fen)高(gao)效(xiao)，可(ke)以(yi)捕(bu)獲(huo)大(da)部(bu)分(fen)入(ru)射(she)光(guang)子(zi)。據(ju)作(zuo)者(zhe)稱(cheng)，反(fan)應(ying)器(qi)的(de)設(she)計(ji)尺(chi)寸(cun)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)多(duo)重(zhong)內(nei)部(bu)反(fan)射(she)，有(you)效(xiao)的(de)捕(bu)獲(huo)入(ru)射(she)太(tai)陽(yang)能(neng)，表(biao)觀(guan)吸(xi)收(shou)率(lv)超(chao)過(guo)了(le)0.94，接近理想黑體的極限。
一旦完成光子吸附，這些光子將轉化為熱量，反應器內溫度將以140°C/分鍾持續上升超過1250°C，直到穩定於1400-1600°C之間。這樣的高溫足以促使催化劑（裝於多孔圓缸中的二氧化鈰）發生化學變化。
dangfanyingdadaogaowenjieduanshi，eryanghuashijiuhuishiquzishendelianggeyangyuanzi，tongguoxiangduokongyuangangzhongzhuruduoxingqiti，keyiyuanyuanbuduandexiangzhuangzhiwailiuchuyangqi，keyichixuyigeduoxiaoshi。
一旦氧氣產量變少，裝置溫度將會下降到900°C，這時反應物將泵入反應室，在催化劑的作用下水蒸氣將失去其兩個氧原子用於二氧化鈰重組，這一反應過程可以快速、高效的釋放氫，反應過程可以在10分鍾內完成。接下來泵入二氧化碳氣體，可以在反應器內製造一氧化碳。
該裝置在最初的100gefanyingzhouqineihenbuwending，jingyanjiuhoufaxianzheyueryanghuashizaifanfujiaretiaojianxiadejiegouzhongzuguochengyouguan。yidaneryanghuashizhongzuchengweidakeli，fanyingqijidadaowending，bingqiekeyichixuwendingyunxingdao400個反應周期之後。
同時這一係統也存在著一些缺陷：裝zhuang置zhi需xu要yao持chi續xu的de注zhu入ru惰duo性xing氣qi體ti，並bing且qie注zhu入ru的de水shui和he二er氧yang化hua碳tan必bi須xu是shi純chun淨jing的de，以yi此ci來lai阻zu止zhi其qi他ta化hua學xue物wu質zhi堆dui積ji於yu多duo孔kong材cai料liao之zhi上shang，而er純chun淨jing水shui的de生sheng產chan有you著zhe很hen高gao的de能neng量liang要yao求qiu。係xi統tong會hui產chan生sheng大da量liang的de熱re量liang，這zhe些xie廢fei熱re可ke以yi收shou集ji起qi來lai再zai利li用yong。
該gai係xi統tong可ke以yi對dui一yi氧yang化hua碳tan和he氫qing生sheng產chan過guo程cheng進jin行xing切qie換huan。可ke以yi利li用yong這zhe兩liang種zhong材cai料liao生sheng產chan甲jia醇chun，供gong燃ran料liao電dian池chi使shi用yong，還hai可ke以yi將jiang它ta們men結jie合he製zhi造zao更geng加jia複fu雜za的de烴ting類lei。或huo許xu還hai可ke以yi將jiang該gai係xi統tong作zuo為wei碳tan回hui收shou係xi統tong的de一yi部bu分fen使shi用yong。
