科技生活|太阳能反应器一石三鸟 高效产氢兼取氧气热量

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL, École Polytechnique Fédérale de Lausanne )的工程师们已经建造并测试了一个太阳能反应器，它可以从阳光和水中产生氢气。该系统不仅能高效地生产氢气，还能捕获氧气和热量等“废物”，并将其投入使用。

氢气将成为可再生能源的一个关键角色，而生产氢气的最有效方法之一是将水分裂成其组成分子。当使用太阳能时，这个过程被称为人工光合作用，而这正是这个新反应器所利用的过程。

EPFL的反应器看起来像一个卫星天线，它的工作原理也很相似。大的弧形表面区域收集尽可能多的光线，并将其集中到悬浮在中间的小装置上。在这种情况下，碟子正在收集来自太阳的热量，并将其以大约800倍的速度集中到一个光电化学反应器上。水被泵入这个反应器，在那里太阳能被用来将其分子分成氢和氧。

该反应器还捕获了该过程中通常只是被释放的两种废物——氧气和热量。氧气可以方便地用于医院或工业用途，而热量则通过一个热交换器，可用于加热水或建筑物的内部。

该反应器于2020年8月和2021年2和3月在EPFL校园进行了13天的测试，以了解它在不同天气条件下的运作情况。它的太阳能转化为氢气的效率被发现平均超过20%，每天产生约500克(1.1磅)的氢气。该团队说，有了这样的产出，在一年中，该系统可以为1.5辆驾驶平均距离的氢燃料电池车提供动力，或者为一个四人家庭提供大约一半的电力需求。

该研究的通讯作者Sophia Haussener说：“随着输出功率超过2千瓦，我们已经破解了我们试点反应器的1千瓦上限，同时保持了这种大规模的创纪录的高效率。这项工作中取得的产氢率代表着向这项技术的商业实现迈出了真正令人鼓舞的一步”。

研究人员说，下一步是在一个金属生产厂建立一个几百千瓦的示范工厂，氢气将用于金属退火，热量用于热水，收集的氧气用于附近医院。

图片：EPFL

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