在遏制氣候變化和減少碳排放的全球競賽中，氫被認(rèn)為是替代化石燃料的有力競爭者。雖然氫的“燃燒”是清潔的，產(chǎn)生的副產(chǎn)品只有水，但目前大批量生產(chǎn)氫的方法卻是能源密集和碳密集型的。
無論是用電來分解水，還是從化石燃料或其他碳?xì)浠衔镏嗅尫艢洌谥圃鞖涞倪^程中每向前邁進(jìn)一步，就相關(guān)的二氧化碳排放而言，至少會(huì)倒退兩步。在某些過程中，每產(chǎn)生一公斤氫氣，就會(huì)產(chǎn)生近30公斤的二氧化碳。
不過近期，一個(gè)由京都大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型的氫工廠設(shè)計(jì)，利用完全可再生資源，產(chǎn)生迄今為止最低的相關(guān)二氧化碳。他們?cè)凇秶H氫能雜志》上發(fā)表了他們的建議。
論文作者Shutaro Takeda說，“太陽能顯然是驅(qū)動(dòng)氫生產(chǎn)的候選，但問題往往是陽光太斷斷續(xù)續(xù)了。”
該研究小組利用太陽能加熱來氣化生物質(zhì)的新方法看起來是最有效和最實(shí)用的低碳足跡制氫方法。他們正在努力將兩個(gè)不同的系統(tǒng)結(jié)合起來，創(chuàng)建一種新型的氫氣設(shè)施，由太陽能驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)生物質(zhì)間接氣化制氫廠，或稱SABI-氫氣廠。
首先，為了有效地捕捉陽光，他們選擇了一種叫做定日鏡的特殊鏡子，這種鏡子將光線聚焦到塔頂?shù)慕邮掌魃稀Ｔ谶@種情況下，接收器內(nèi)的傳熱材料溫度最高可達(dá)1000攝氏度。接下來，這一熱量從接收器轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)的氣化爐部分，其中一個(gè)容器包含木屑生物質(zhì)，在沒有氧氣的情況下被劇烈地加熱。
與其說是燃燒，不如說是木屑被轉(zhuǎn)化為含有大量氫氣的混合氣體。此外，在沒有太陽能加熱的情況下，這種氣化器也可以通過燃燒燃料向系統(tǒng)提供熱量來進(jìn)行常規(guī)加熱。
最后，該團(tuán)隊(duì)根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)的影響評(píng)估方法ReCiPe2016，評(píng)估了該設(shè)計(jì)的整體環(huán)境影響。結(jié)果顯示，SABI-氫氣系統(tǒng)每生產(chǎn)一公斤氫氣僅排放1.04公斤二氧化碳，這是現(xiàn)有所有制氫方法中最小的數(shù)值。
Takeda認(rèn)為，大自然是我們最大的資源，為我們提供了應(yīng)對(duì)全球變暖所需的一切。他總結(jié)說，“我們的建模表明，利用太陽能和來自管理森林的生物質(zhì)資源可以使我們可持續(xù)地制造氫氣，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生低影響。”
