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即將到來的是“屋頂制氫”。這還需要幾年的時間，但科學界和工業(yè)界的許多人都相信，這是肯定會發(fā)生的。
想象一下在你的屋頂上有一個裝置——一個電解槽——它連接著一個圓柱體，或者是通向地下室大水箱的管道。你把這個裝置的一個腔室裝滿水。第二天，你的汽缸或燃料箱裝滿了氫——你的汽車或爐灶的燃料。
印度屋頂太陽能發(fā)電的問題與各國有配電公司的不妥協(xié)態(tài)度有很大關系。由于缺乏對剩余能源的可靠承購，加之價格低廉，阻礙了印度屋頂太陽能的發(fā)展。
將太陽能儲存在電池中一直是一項昂貴的提議，盡管電池成本的大幅下降很有希望。然而，由于世界正迅速轉向氫，有一種替代電池的方法。
在這里，人們可以利用屋頂太陽能發(fā)電廠的電力在屋頂上分解水來生產氫;更妙的是，一些新興技術正在使光解成為可能——利用光化學電池(PEC)，在沒有電的界面的情況下直接利用陽光將水分解。
印度理工學院馬德拉斯分校太陽能研究小組負責人阿拉文德·庫馬爾·錢迪蘭教授今年8月宣布，他們開發(fā)了一種“新材料”(一種“扭曲的哈利德鈣鈦礦”)，可以用來在陽光下分解水。
印度理工學院古瓦哈蒂分校的Mohammed Qureshi教授最近宣布，他的團隊開發(fā)了一種催化劑(鈷錫層狀雙氫氧化物和釩酸鉍)，當用作“光陽極”時，可以將水分解成氫和氧。
庫雷希教授告訴《量子》雜志，現(xiàn)在就評論是否可以將其縮小到屋頂發(fā)電廠還為時尚早，但學術界和工業(yè)界的許多人認為，小型氫氣發(fā)電機在未來將無處不在。
即使你想把直接從陽光中分解水的技術放在一邊，而只考慮傳統(tǒng)的電解技術，也有足夠的證據表明小規(guī)模的氫氣工廠正在到來。
大小無關緊要
總部位于美國的Ohmium的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人阿恩·巴蘭廷(Arne Ballantine)表示:“基礎物理學表明，這些技術的大小并不重要?！痹摴疽验_始在班加羅爾生產電解器。
“是的，‘屋頂氫氣’的想法變得非常、非常真實，”Ballantine說，并補充說，“我們正在超越化工廠的世界，那里最有效的制造氫氣的方式是一個巨大的裝置?！?/p>
一家名為“氫化資源”(hydrogen Resources)的新成立公司的執(zhí)行主席Umesh Sachdev告訴《量子》雜志(Quantum)，該公司正在與屋頂太陽能安裝商洽談，希望在太陽能工廠旁邊安裝小型電解槽，從剩余的太陽能中生產氫。
德國電解槽生產商Enapter的董事長塞巴斯蒂安-賈斯特斯?施密特(Sebastian-Justus Schmidt)曾談到微波爐大小的設備。他們可以和屋頂的太陽能發(fā)電廠結婚。
施密特在2020年說:“今天，我們只需要4.4千瓦時的電力就可以生產1立方米的氫氣?！?/p>
現(xiàn)在，4.4千瓦時的電力通常是一個1千瓦的屋頂太陽能發(fā)電廠的輸出。
蘇格蘭的純能源中心和西班牙的H2B2等公司已經在生產小型電解槽。
施密特說:“到2030年，氫的需求預計將增長1000倍或更多，而現(xiàn)場生產這種氣體的分散系統(tǒng)，沒有運輸成本，將帶來巨大的變化。”
顯然，家庭可以在屋頂上生產(并消耗)氫氣，也可以從其他內部工廠生產。
百齡壇對此非常強調。電化學制氫——水電解——將遵循半導體和芯片的模式。迷你、微型和納米結構將一次又一次地獲勝，”他說。
成本因素
當然，目前成本是個問題——有人估計，由于電解槽的成本，屋頂氫氣的成本約為每公斤7.50美元;但那時，太陽能光伏組件的售價也超過了1美元/瓦，不到5年就跌至1 / 5。隨著電解槽制造業(yè)的發(fā)展，規(guī)模將有助于降低成本。
Ohmium的首席技術官Chock Karuppiah說:“屋頂氫氣燃料的關鍵推動因素是‘冷啟動’和‘快速啟?！h(huán)功能。”
在不使用電力直接從陽光中分解水的問題上，Karuppiah說，光電化學系統(tǒng)“可能看起來像一個理想的解決方案”，但仍有許多挑戰(zhàn)需要克服。
“單個設備解決方案的設計需要在許多需求之間取得平衡(光的特性、離子種類、電流、液態(tài)水和氣態(tài)氫)。單靠一個設備很難做到這點?！盞aruppiah說。
他補充說，太陽能電池和電解電池的集成將加速商業(yè)應用。
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