有望實(shí)現(xiàn)低成本制氫

2019年，日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)與東京大學(xué)和廣島大學(xué)合作，對(duì)光伏發(fā)電和蓄電池的制氫系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，確認(rèn)了具備國(guó)際價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的低成本制氫所需的技術(shù)水平，在使可再生能源成為主力電源的技術(shù)開(kāi)發(fā)中，此次的成果可作為重要指南。研究小組設(shè)計(jì)了根據(jù)光伏發(fā)電量，調(diào)整蓄電池的充放電量和水電解制氫量的綜合系統(tǒng)，評(píng)估了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)綜合考慮將來(lái)的技術(shù)改良，并全面調(diào)查蓄電池和水電解裝置的容量等，確定了低成本制氫所需的技術(shù)水平。通過(guò)開(kāi)發(fā)2030年前后完全可能研制出實(shí)用化的、放電較慢但成本低廉的蓄電池，日本有望實(shí)現(xiàn)每立方米為17～27日元(約1.04～1.64元人民幣)的制氫成本。

日本九州市立大學(xué)的研究小組開(kāi)發(fā)出溫室環(huán)境下利用低能量可見(jiàn)光，只需一個(gè)步驟即可實(shí)現(xiàn)從甲烷(CH4)轉(zhuǎn)換為乙烷(C2H6)和氫氣(H2)的新型光電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)施加電場(chǎng)，光激發(fā)電子和空穴的再結(jié)合被抑制，與傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)方法相比，量子效率大幅度提高，首次實(shí)現(xiàn)了室溫下使用可見(jiàn)光能源制造氫氣。

日本中部大學(xué)開(kāi)發(fā)出了用于固體氧化物型燃料電池(SOFC)電極的新型空氣極材料，SOFC作為家用燃料電池系統(tǒng)“ENE-FARM”正逐漸普及，工作溫度約為750 ℃。隨著工作溫度降低，啟動(dòng)性也得到提高，所以移動(dòng)體也可以使用，可考慮應(yīng)用于飛機(jī)的輔助電源(APU)和EV的增程發(fā)動(dòng)機(jī)。

日本的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)與東京大學(xué)和信州大學(xué)等合作，首次開(kāi)發(fā)出了利用可見(jiàn)光將水分解成氫氣和氧氣的酸性硫化物光催化劑。此次開(kāi)發(fā)的催化劑為微顆粒狀將來(lái)制作大面積光催化劑片材時(shí)，方便應(yīng)用噴涂法等簡(jiǎn)單工藝。如果能將酸性硫化物半導(dǎo)體材料作為光催化劑用于水分解反應(yīng)，就有望實(shí)現(xiàn)低成本的制氫工藝。