最大“人造太阳”运行 开辟获取氢气新道路

2017-03-27 02:31:58

科学家们搭建了一堵由100多盏短弧氙气灯组成的巨型蜂窝状墙,希望借此找到一种更有效的方法来获取氢气,为工业用氢和氢气制取开辟新道路。但是最终目的还是实现利用自然光制氢。

据德国国家航空航天研究中心(DLR)消息,由149盏短弧氙气灯组成的Synlight系统已经于3月23日正式启动测试。这堵近14米高、16米宽的“灯墙”,灯光投射到20x20厘米的聚焦平面上,产生的辐射强度是太阳光照射同等面积的1万倍,温度最高可达3000摄氏度,大约是高炉温度的2到3倍,功率达350千瓦。

研究人员表示,极高的温度是使用太阳能生产氢燃料过程中的必要条件。搭建Synlight系统的目的,是为了探索开发出利用太阳光生产氢气的最佳装置。这个“人造太阳”可以制造出水蒸气,而水可以被分解成氢气和氧气。氢气可以被制成不含二氧化碳的清洁能源,为汽车、飞机等提供动力。

利用太阳能制氢是另一条未来发展方向。DLR公告称,Synlight系统可以推进利用太阳能生产化学原料、减少碳排放等方面的研究。受天气、纬度、地形等影响,太阳能在中欧地区通常被视为“不规律”的能源。因此,“人造太阳”成为了更现实的选择。


极高的温度是使用太阳能生产氢燃料的必要条件(图源:Reuters/VCG)

据《卫报》报道,目前Synlight系统的使用花费巨大——运作四小时所消耗的电力相当于一个四口之家一年的消耗量。研究人员希望这一模拟器能够为太阳能燃料制造带来更快的进展。

DLR研究所太阳能研究所的科学家已经于几年前在实验室内成功使用太阳能生产氢,Synlight系统的目标是扩大这一生产的范围,使其有利于工业应用。

DLR太阳能研究所主任伯纳德·霍夫施密特(Bernard Hoffschmidt)表示,Synlight系统旨在将小型实验室的实验提升到一个新的水平,一旦用350千瓦人造光来制氢的技术成熟化,这一过程可以10倍放大,达到发电厂的技术水平。如果资金充足,这个目标有望10年内实现。

但是该研究中心的最终目的还是实现利用自然光制氢。

氢气是清洁能源领域的明日之星。由于其无污染、可再生、能量密度高、方便储存和运输的特点,氢气被视为最理想的清洁能源之一。尽管在宇宙中氢是最丰富的元素,但自然氢的存在十分稀少。因此,科学界一直在探索利用更干净的原料来人工制氢。目前常见的人工制氢方法包括采用矿物燃料制氢、电解水制氢等,电解水制氢尽管过程简便,造价却十分高昂。

(梦溪 综编)

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