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南极太阳能氢气 - 研究显示热耦合方法的优点
由员工作家
柏林,德国(SPX)7月12日,2021年7月12日

在极地区域和高海拔地区,太阳辐射转化为氢气肯定是值得的。

当环境物理学家Kira Rehfeld从海德堡大学访问南极洲的研究时,她被那里强烈的光芒击中。 “夏天,它总是很轻。这种太阳辐射实际上可以用来提供能量的研究基础设施”,她观察。

然而,这些偏远地区的发电机,发动机和加热器主要由船舶(如石油或汽油)提供的化石燃料,这导致全球变暖。除了高相关的经济成本外,甚至最小溢出的污染也是威胁尤其敏感的生态系统的主要问题。

氢气可以取代化石燃料,但是,另外的多功能能量介质能够在低温下储存非常良好。因此,“我们的想法是使用太阳能模块在南极夏季在南极夏季生产气候中性氢气,通过电解,即赫尔莫霍尔兹 - Zentrum柏林太阳能燃料研究所的博士,将水分解为氢气和氧气。

REHFELD,并可从大众汽车基金会申请资助,以研究甚至在零零温度下也可以使用阳光来产生氢气,以及哪种方法最适合该方法。低温可大大降低电解效率,但冷实际上增加了大多数太阳能模块的效率。

5月和他的HZB同事Moritz Kolbach现在已经经过经验化了两种不同的方法:传统的设置,其中光伏模块热和物理地与电解槽和更新的热耦合设置,其中光伏模块紧密与电解槽壁接触,促进热扩散。

为了模拟南极条件,Kolbach获得了一个冰箱,在门口切开一个孔,安装了石英窗,并用模拟阳光照亮了机柜的内部。他用30%的硫酸(也称为电池酸)填充了电解容器,其凝固点约-35摄氏度并良好地进行电力。

然后Kolbach设置实验细胞,并进行了一系列测量。在操作期间,显而易见的是,具有相对较多的氢的热耦合的PV模块的电池,因为照明的PV模块将它们的废热直接通向电解槽。 “我们甚至能够通过向电解槽添加额外的隔热材料来提高效率。结果,Kolbach说,在-20到高达+13.5摄氏度的照明期间爬下来的电解质温度。

该研究的结果证实,热耦合系统的效率高于热解耦器。然而,这些优点是否可以经济地利用,仍有待观察。 “因此,在下一阶段,我们希望在现实条件下测试原型。这肯定会令人兴奋,我们目前正在寻找合作伙伴”,May表示。

当地生成的太阳能氢气可能是更换化石燃料的选择,并消除对环境和二氧化碳排放的相关污染危险,不仅在南极,而且还在世界的其他极寒和稀疏的人口稠密的地区。这可能包括高阿尔卑斯山,加拿大和阿拉斯加,安第斯山脉和其他山区和喜马拉雅山等山区。

“也许太阳能的氢气将在世界各种偏远地区最初在世界各种偏远地区,请回顾光伏的胜利前进,首先开始在大约60年前在太空中向卫星供电。

研究论文


相关链接
柏林亥姆霍兹 - Zentrum
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