廉价高效的新型催化剂可改变可再生能源的储存方式

廉价高效的新型催化剂可改变可再生能源的储存方式由香港城市大学开发、伦敦帝国理工学院测试的一种利用单个铂原子的新型催化剂，有望更方便、更经济地利用可再生能源储存氢气。这项创新将铂原子分散在硫化钼上，减少了铂的用量，提高了电解效率。共同作者、帝国理工学院化学系的AnthonyKucernak教授说："《英国氢战略》提出了到2030年低碳氢生产能力达到10GW的宏伟目标。为了实现这一目标，我们需要提高廉价、易于生产和高效储氢的产量。新型电催化剂可以为此做出重大贡献，最终帮助英国实现到2050年净零排放的目标。"风能和太阳能等可再生能源发电量正在迅速增长。然而，所产生的部分能源需要储存起来，以便在天气条件不利于风能和太阳能时使用。一个很有前景的方法就是以氢气的形式储存能源，氢气可以储存和运输，以供日后使用。新型催化剂材料资料来源：香港城市大学为此，可再生能源被用来将水分子分裂成氢和氧，能量储存在氢原子中。这需要使用铂催化剂来刺激水分子的分裂反应，也就是所谓的电解。然而，虽然铂是这种反应的极佳催化剂，但它既昂贵又稀有，因此尽量减少铂的使用对于降低系统成本和限制铂的提取非常重要。现在，在最近发表于《自然》（Nature）的一项研究中，研究小组设计并测试了一种催化剂，这种催化剂使用尽可能少的铂，从而产生了一种高效但成本效益高的水分离平台。首席研究员、香港城市大学张华教授说："电催化水分裂产生的氢被认为是在不久的将来最有希望取代化石燃料的清洁能源之一，可减少环境污染和温室效应。"测试工具该团队的创新涉及在硫化钼（MoS2）薄片中分散单原子铂。这比现有催化剂使用的铂要少得多，甚至还能提高性能，因为铂与钼相互作用，提高了反应的效率。在纳米片支撑物上生长薄催化剂，使城大团队能够制造出高纯度的材料。随后，帝国理工大学的库切纳克教授实验室对这些材料进行了表征，并开发了确定催化剂如何工作的方法和模型。帝国理工大学的团队拥有进行严格测试的工具，因为他们已经开发出了几种专门用于使用这种催化剂的技术。库切纳克教授及其同事已经在这些技术的基础上成立了几家公司，其中包括专门从事氢流电池研发的RFCPower公司。使用氢气一旦可再生能源以氢的形式储存起来，要想再次将其用作电力，就需要使用燃料电池进行转换，因为燃料电池在氧分裂反应中会产生水蒸气作为副产品。最近，库切纳克教授及其同事发现了一种用于该反应的单原子催化剂，这种催化剂以铁而不是铂为基础，这也将降低这项技术的成本。库切纳克教授领导的另一家分拆公司布兰布尔能源公司（BrambleEnergy）将在其燃料电池中测试这项技术。因此，这两种单原子催化剂--一种帮助将可再生能源转化为氢储存起来，另一种帮助将这些能量在以后以电力形式释放出来--都有能力让氢经济更接近现实。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385599.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385599.htm

革命性的可再生能源生产方式：利用阳光从空气中生产氢气燃料

革命性的可再生能源生产方式：利用阳光从空气中生产氢气燃料当该装置简单地暴露在阳光下时，它从空气中获取水分并产生氢气。该成果于2023年1月4日发表在《先进材料》上。该技术的革新之处在于新型气体扩散电极是透明的、多孔的和导电的，使这种以太阳能为动力的技术能够将水-来自空气中的气体状态变成氢燃料。"为了实现一个可持续发展的社会，我们需要有办法将可再生能源储存为可以作为燃料和工业原料的化学品。太阳能是最丰富的可再生能源形式，我们正在努力开发具有经济竞争力的方法来生产太阳能燃料，"EPFL光电纳米材料分子工程实验室的西武拉说，他是这项研究的主要研究者。凯文-西武拉在他的实验室。资料来源：AlainHerzog/EPFL来自植物叶片的灵感在研究人员对可再生无化石燃料的研究中，EPFL的工程师与丰田汽车欧洲公司合作，从植物能够利用空气中的二氧化碳将太阳光转化为化学能的方式中获得灵感。植物从其环境中收获二氧化碳和水，并在阳光的额外能量的推动下，将这些分子转化为糖和淀粉，这一过程被称为光合作用。阳光的能量以化学键的形式储存在糖和淀粉的内部。由Sivula和他的团队开发的透明气体扩散电极，当涂上光收集半导体材料时，非常像一片人造叶子，从空气和阳光中收集水以产生氢气。阳光的能量以氢键的形式被储存起来。但这种装置的基底不是用传统的对阳光不透明的层来构建电极，而是实际上是一个由毛毡玻璃纤维组成的3维网。这项工作的主要作者MarinaCaretti说："开发我们的原型设备是具有挑战性的，因为透明的气体扩散电极以前没有被证明过，我们必须为每个步骤开发新的程序。然而，由于每个步骤都相对简单且可扩展，我认为我们的方法将为广泛的应用打开新的视野，从用于太阳能驱动的氢气生产的气体扩散基板开始。"从液态水到空气中的湿度Sivula和其他研究小组先前已经表明，通过使用一种被称为光电化学（PEC）电池的装置从液态水和阳光中产生氢燃料，有可能进行人工光合作用。一般来说，PEC电池是一种利用入射光刺激浸在液体溶液中的光敏材料（如半导体）来引起化学反应的装置。但就实际用途而言，这一过程有其缺点，例如，制造使用液体的大面积PEC装置很复杂。Sivula想表明，PEC技术可以改用于收集空气中的湿度，从而导致他们开发了新的气体扩散电极。电化学电池（例如燃料电池）已经被证明可以用气体而不是液体来工作，但是之前使用的气体扩散电极是不透明的，与太阳能供电的PEC技术不兼容。现在，研究人员正将他们的努力集中在优化该系统上。理想的纤维尺寸是多少？理想的孔径大小？理想的半导体和膜材料是什么？这些都是欧盟项目"Sun-to-X"正在研究的问题，该项目致力于推进这项技术，并开发将氢气转化为液体燃料的新方法。制作透明的气体扩散电极为了制造透明的气体扩散电极，研究人员从一种玻璃棉开始，它是一种石英（也称为氧化硅）纤维，并通过在高温下将纤维熔合在一起，将其加工成毡片。接下来，晶片被涂上一层透明的掺氟氧化锡薄膜，这种薄膜以其出色的导电性、坚固性和易于扩展而闻名。这些最初的步骤产生了一个透明、多孔和导电的晶圆，这对于最大限度地接触空气中的水分子和让光子通过至关重要。然后，晶圆再次被涂层，这次是一层吸收阳光的半导体材料的薄膜。这第二层薄涂层仍然让光通过，但由于多孔基质的大表面积而显得不透明。就像现在这样，一旦暴露在阳光下，这种涂层的晶圆已经可以生产氢燃料。科学家们继续建造了一个包含涂层晶片的小室，以及一个用于分离产生的氢气以进行测量的薄膜。当他们的小室在潮湿的条件下暴露在阳光下时就会产生氢气，实现了科学家们设定的目标，显示出用于太阳能驱动的氢气生产的透明气体扩散电极的概念是可以实现的。虽然科学家们在他们的演示中没有正式研究太阳能到氢气的转换效率，但他们承认，对于这个原型来说效率相对不高，目前还不如在基于液体的PEC电池中实现得更好。基于所使用的材料，涂层硅片的最大理论太阳能-氢气转换效率为12%，而液体电池的效率已被证明高达19%。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339415.htm

中国石油首个规模化可再生能源制氢项目投产，年产氢 2100 吨

中国石油首个规模化可再生能源制氢项目投产，年产氢2100吨据中国石油报官微消息，3月16日，中国石油第一个规模化可再生能源制氢项目制氢装置在玉门油田投产，所制氢气纯度达99.99%。截至3月20日，对外销售氢气量已超4万标准立方米。该项目于2023年8月8日正式开工，在玉门市老市区建成包含3套1000标方/小时碱性电解槽和1套质子交换膜的制氢站，年产氢能力2100吨。

欧盟将扩大可再生能源使用

欧盟将扩大可再生能源使用欧盟27国谈判代表星期四（3月30日）达成初步协议，同意提高可再生能源使用率，把目标从2030年占总能源供应的32％提高到42.5%。路透社报道，根据新协议，欧盟国家须将交通行业所用能源的可再生能源比率提高至29%。工业方面，欧盟则将以每年1.6%的增速提高可再生能源的使用。到2030年，欧盟工业使用的氢气中要有42%来自可再生能源，到2035年将达到60%。欧盟2021年有22%的能源来自可再生能源，但各国的可再生能源水平有着很大的差距。瑞典的可再生能源份额为63%，远远领先于其他26个欧盟成员国；卢森堡、马耳他、荷兰和爱尔兰等国的可再生能源份额则还不到总能源用量的13%。加大对可再生能源使用的重视，有助于欧盟应对气候变化，并在2027年结束对俄罗斯化石燃料的依赖。为实现这两个目标，欧盟须大力投资风能和太阳能发电厂，扩大可再生气体的生产，并改善欧洲电网，以融入更多清洁能源。此外，欧盟委员会说，要摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖，欧盟须在2030年前对可再生能源和氢气基础设施额外投资1120亿欧元（约1629亿新元）。

中国石油第一个规模化可再生能源制氢项目制氢装置投产

中国石油第一个规模化可再生能源制氢项目制氢装置投产近日，中国石油第一个规模化可再生能源制氢项目制氢装置在玉门油田投产，所制氢气纯度达99.99%，通过输氢管道、管式槽车等送至中国石油玉门油田炼化总厂等企业，实现从生产到利用的全流程贯通。该项目依托甘肃省酒泉新能源发展和化工产业集聚优势，充分利用当地丰富的风光资源，采用电解水工艺生产氢能，为化工、冶金、交通等产业提供清洁能源。截至3月20日，对外销售氢气已超4万标准立方米。

欧盟达成重要协议：提高2030年可再生能源发展目标

欧盟达成重要协议：提高2030年可再生能源发展目标这一数字要低于欧盟委员会此前提出的45%，不过欧洲议会和欧盟成员国同意，在理想的情况下可将该比例提高至45%。该协议必须得到欧洲议会和欧盟国家的批准财才能成为法律，在已达成共识的前提下，这一流程通常只是一种形式。欧盟负责能源事务的专员卡德里·西姆森（KadriSimson）表示：“可再生能源是欧洲实现气候中性目标的关键，将使我们能够确保我们的长期能源主权。通过这个协议，我们给了投资者确定性，并肯定了欧盟作为全球可再生能源部署领导者，以及清洁能源转型领跑者的作用。”俄乌冲突爆发后，欧盟决定加速向可再生能源转型，在2027年前彻底摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖。2021年，欧盟22%的能源来自可再生能源，但各国之间的差异很大。瑞典以63%的可再生能源份额领跑27个欧盟成员国，而在荷兰、爱尔兰以及卢森堡等国，可再生能源占总能源使用的比例不到13%。要实现新的目标，欧洲需要对风能和太阳能发电场进行大规模投资，扩大可再生天然气的生产，并加强欧洲的电网，以整合更多的清洁资源。欧盟委员会表示，如果欧盟要彻底摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖，需要在2030年之前，在可再生能源和氢基础设施上额外投资1130亿欧元。核能将继续发挥作用除了风能和太阳能外，核能也是这一轮谈判中的重要议题。法国认为，核能几乎可以和风能与太阳能并驾齐驱。作为全球核电发电比例最高的国家，法国核电比重长期稳定在70%以上。法国争取到了欧盟方面的一些让步，新协议将允许法国等国将其2030年绿氢生产目标减少1/5，前提是他们主要使用核能而不是化石燃料来生产氢，并继续按计划实现他们的总体可再生能源目标。根据欧盟去年5月公布的REPowerEU计划，到2030年，欧盟要生产1000万吨可再生氢，并进口1000万吨可再生氢。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352065.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352065.htm