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利用陽光生產氫氣 新型水凝膠為“綠氫”工業提供新思路
2024年11月26日 17:18:43
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：4802
綠氫泛指利用可再生能源(如風能、水能、太陽能等)分解水得到的氫氣，由于這種能源從生產到使用，過程中不產生二氧化碳，從源頭上實現了二氧化碳的零排放，因此被認為是最具發展潛力的清潔能源之一。
【化工儀器網 行業百態】綠氫泛指利用可再生能源(如風能、水能、太陽能等)分解水得到的氫氣，由于這種能源從生產到使用，過程中不產生二氧化碳，從源頭上實現了二氧化碳的零排放，因此被認為是最具發展潛力的清潔能源之一。
然而，在發展過程中，許多問題也隨之而來。
一方面，相較于煤制氫和天然氣制氫，可再生能源制氫成本高、難度大；另一方面，氫氣本身屬于“危險化學品”，審批流程繁瑣、安全標準嚴格等問題也限制了綠氫基礎設施的建設和運營，以及氫氣運輸產業鏈的完善。此外，大規模綠氫項目生產的綠氫絕大部分用于化工生產，但風光發電的波動性難以匹配電解槽高效連續運行的需求，這也成為了綠氫在技術層面面臨的挑戰。
而就在最近，日本先進科學技術研究所(JAIST)和東京大學科學家攜手，研制出一種新型水凝膠。這種水凝膠能夠以模擬自然界的光合作用的方式，實現分解水的工作，從而實現綠色制氫、制氧。這種材料或許能夠為“綠氫”工業發展提供新的思路。
水凝膠是一種極具親水性的三維網狀凝膠，能吸收并保有大量的水并且對外界刺激有一定的響應性，能夠引起其物理化學特性的改變。此次研究團隊研制的新型水凝膠中充滿釕絡合物和鉑納米粒子等功能分子，這些分子共同模擬光合作用。
值得一提的是，由于水凝膠的關鍵部分是聚合物網絡，這種結構不但有利于控制電子轉移，還能避免分子“扎堆”問題的出現，因此不但可以實現穩定的“光電轉化”，能量轉換效率也非常可觀。
據悉，團隊下一步計劃嘗試擴大這種水凝膠生產規模，相信隨著這種材料的工藝及相關技術不斷發展，綠氫產業將會一定程度上受到影響，收獲積極的市場。當然，長期來看，這背后依舊需要政府、企業和科研機構等多方面的共同努力和支持。
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