研究人员发现利用钙钛矿材料可再生制氢有助于降低生产成本

据国外媒体报道，美国国家可再生能源实验室(NREL)的一项分析显示，钙钛矿材料可能在以可再生方式生产氢气的过程中发挥重要作用。

(来源:NREL)

氢气作为可再生能源的重要载体，被认为是化石燃料的替代品之一，已被应用于交通运输、合成氨生产等工业领域。为了推广氢燃料的使用，美国能源部最近提出了“氢能地球计划”(Hydrogen Energy Earthshot)，其目标是在十年内将清洁氢气的成本降低80%，达到每公斤1美元。

NREL研究人员分析了一种新的水分解技术。这种太阳能热化学制氢(STCH)技术可能比常用的电解制氢方法更节能。电解通过电将水分解成氢气和氧气。STCH依赖于两步化学过程。首先，金属氧化物暴露在超过1400摄氏度的温度下，然后在较低温度下用蒸汽再次氧化，从而产生氢气。NREL的高级工程师马志稳说:“这个领域非常具有挑战性，仍然有许多未解决的问题，主要是从材料的角度来看。”

这项研究侧重于系统级设计和技术经济分析，以补充正在进行的材料研发，将可能的材料集成到太阳能燃料平台中，并支持能源部的氢项目。氢项目通过一系列实验发现材料，包括机器学习、缺陷计算和开发新的钙钛矿材料。研究人员需要确保钙钛矿能够承受必要的高温，同时达到性能目标。

这项工作显示了技术和经济分析组合的一部分。这些分析集中在制氢方法上，每种方法都有不同的优缺点。比如商业电解法可以通过光伏获得电力，但是这些光伏电池只能捕获部分太阳光；STCH可以使用整个光谱，但是太集中的太阳能会让STCH产生化学反应。

研究人员指出，积极寻找和研究适合STCH过程的最佳材料对这种制氢方法的成功非常重要。Saur说:“你不必真的去找素材。这种分析是为了提供一些边界，以显示如果研究界设想的一些目标和预期得到满足，材料成本将达到什么水平。”

1据国外媒体报道，美国国家可再生能源实验室(NREL)的一项分析显示，钙钛矿材料可能在以可再生方式生产氢气的过程中发挥重要作用。

(来源:NREL)

氢气作为可再生能源的重要载体，被认为是化石燃料的替代品之一，已被应用于交通运输、合成氨生产等工业领域。为了推广氢燃料的使用，美国能源部最近提出了“氢能地球计划”(Hydrogen Energy Earthshot)，其目标是在十年内将清洁氢气的成本降低80%，达到每公斤1美元。

NREL研究人员分析了一种新的水分解技术。这种太阳能热化学制氢(STCH)技术可能比常用的电解制氢方法更节能。电解通过电将水分解成氢气和氧气。STCH依赖于两步化学过程。首先，金属氧化物暴露在超过1400摄氏度的温度下，然后在较低温度下用蒸汽再次氧化，从而产生氢气。NREL的高级工程师马志稳说:“这个领域非常具有挑战性，仍然有许多未解决的问题，主要是从材料的角度来看。”

这项研究侧重于系统级设计和技术经济分析，以补充正在进行的材料研发，将可能的材料集成到太阳能燃料平台中，并支持能源部的氢项目。氢项目通过一系列实验发现材料，包括机器学习、缺陷计算和开发新的钙钛矿材料。研究人员需要确保钙钛矿能够承受必要的高温，同时达到性能目标。

这项工作显示了技术和经济分析组合的一部分。这些分析集中在制氢方法上，每种方法都有不同的优缺点。比如商业电解法可以通过光伏获得电力，但是这些光伏电池只能捕获部分太阳光；STCH可以使用整个光谱，但是太集中的太阳能会让STCH产生化学反应。

研究人员指出，积极寻找和研究适合STCH过程的最佳材料对这种制氢方法的成功非常重要。Saur说:“你不必真的去找素材。这种分析是为了提供一些边界，以显示如果研究界设想的一些目标和预期得到满足，材料成本将达到什么水平。”

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