今日论点:氢能源的巨大优势

地球日报2058年12月18日讯 中国科学院和俄罗斯科学院共同研发的氢能源运载车已经进入了试运行阶段。

  说起氢能源其实早在1839年就被发现了,英国科学家威廉•罗伯特•格罗夫根据水电解的原理,通过氢氧逆向结合的方式,制作出了世界上第一个氢燃料电池。整整一百年以后,也就是1939年,哈佛大学的弗朗西斯贝肯就将这种氢燃料电池安装到了叉车上,结果竟然成功进行了试驾,这也是氢能源第一次得到实验性验证!

  科学家探索的脚步从未停止。1950年,奥地利科学家卡尔科德士,首次成功开发出氢燃料电池车。基于卡尔科德士的设计成果,1960年美国汽车制造商通用汽车设计出了氢燃料电池常用车。欧洲也不甘示弱,德国汽车品牌奔驰宣布成功研发出氢燃料电池客车,甚至在1999年超前发布了装有小型燃料电池系统的小型汽车。 

  进入21世纪,丰田开始逐渐掌握氢能源市场,份额占比极高。而氢能源也因为重量轻,导热性好,储量丰富,可回收利用,发热理想和环保等优点成为了替代原油的最佳材料,与乙醇燃料共称为“新时代新能源的全新引领者”。 

  氢能源在几十乃至一百年以前,量产都是不可想象的。20世纪70年代,人们用半导体材料钛酸锶作光电极,金属铂作暗电极,将它们连接并放入水里,通过阳光的照射,就在铂电极上释放出氢气。苏联科学家也发现在沼泽里有一种微生物,在光合作用中通过氢化酶来诱发电子,从而和水中的氢离子结合生成氢气,并且在当时取得了一定研究成果。 

  而现在,我们通过固态氧化物电解槽法就可以实现量产氢气。 近几年,韩国科学院根据先辈们的方法,研发出了新的制取氢气的方法。 据此项目的首席科学家杨载泳介绍,此新研发的Hybrid-SOEC2.0系统在底层原理上和1.0系统一样,都是通过利用电流分解水分子来得到氧气和氢气的。但他们对该系统的电极和电解质进行改进,将原来的固态电极和电解质都换成了最新研发的高温材料。相较于普通固态电解质反应时间过短不易收集的缺点,新型电解质可以一次使用很长时间。1.0系统在长时间使用后,其它部分会被侵蚀,而新型电解质此类副作用则较小。 参与研发此项目的化学学家金永科称,他们的固态电解装置是能够在高温环境下正常运行的,更能够自动将其产生的热量转化为电能。此外,槽的内部空间也进行了优化升级,将一些仪器模块化置于外部,这样可以保证单位时间内产生氢气的体积最大化。相信在不久的将来,新能源领域会涌现出更多新成果。

(地球日报特约评论员Yasin 审校:Light Evans  叶梦昀 叶启明)