中美丨光解水制氫先行者HyperSolar與西安交通大學同步挺進商業(yè)化階段
來源：拉瓦錫1787 2019-12-24
作為當前能源界的風口，氫備受重視也飽受爭議。樂觀者看到氫作為能源互聯(lián)互通媒介有望實現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體效率提升，悲觀者則糾結(jié)單個制氫環(huán)節(jié)的多重能源轉(zhuǎn)換導致的過程效率損失。近年來，美歐中日韓持續(xù)推動光解水制氫的技術(shù)研發(fā)，HyperSolar和西安交通大學作為先行者，已走出實驗室開展商業(yè)化探索。
太陽能制氫技術(shù)因其低碳且成本下降空間巨大而深受矚目，尤其是光解技術(shù)越過常用電氫轉(zhuǎn)換使氫氣制備進一步脫離對二次能源的依賴。常用的太陽能制氫技術(shù)主要有：電解、熱解和光解。光解又分為光化學分解、光電化學電池分解以及生物光合作用等。我國西安交通大學郭烈錦院士團隊多年來一直致力于“太陽能光催化多相連續(xù)流制氫”研究，成果豐碩。
美國HyperSolar正在開發(fā)一種具有成本效益和變革性的光解制氫系統(tǒng)。該系統(tǒng)試圖通過光吸收材料、催化劑和系統(tǒng)工程的創(chuàng)新以解決現(xiàn)有PEC技術(shù)對耐久性的限制，進而提升氫氣生產(chǎn)效率并降低系統(tǒng)成本。
納米顆粒構(gòu)造為具有催化劑的自主納米太陽能電池，可將水分解為氧氣和氫氣。每個粒子都是一個完整的制氫單元，數(shù)十億個納米太陽能電池以陣列的形式封裝在單位平方厘米的保護層內(nèi)，極大增加了納米粒子的光電壓，從而提高了太陽能到氫的轉(zhuǎn)換效率。結(jié)構(gòu)化的納米尺寸設(shè)計同時使得系統(tǒng)材料和制造成本大大降低。
2019年5月，HyperSolar宣布其太陽能制氫原型裝置已創(chuàng)造1,000小時連續(xù)生產(chǎn)記錄。在加州等陽光充足的區(qū)域，太陽能氫裝置在1,000個小時以上的穩(wěn)定性意味著6個月的使用壽命，或平均1年的使用壽命。盡管其專利的納米粒子（Gen 2）技術(shù)仍在開發(fā)中，但公司認為，可以利用其專有的穩(wěn)定涂層和催化劑以及封裝在帶有水的面板——“制氫面板”中來實現(xiàn)其完全可再生制氫系統(tǒng)的量產(chǎn)。
設(shè)計的第一代中試工廠位于大型配送中心附近，現(xiàn)場制取的氫氣供應(yīng)燃料電池叉車和物料搬運設(shè)備以部分替代來自天然氣重整的氫氣。公司預計中試工廠將于2020年上半年完成建設(shè)。
早在兩年前，HyperSolar已將其核心技術(shù)申請了美國、歐洲、澳大利亞和中國的專利保護，該專利由HyperSolar和加利福尼亞大學共同擁有。與此同時，公司還以HYSR登陸場外交易市場開展資本運作——典型的硅谷模式。2019年9月，西安交通大公告擬對“直接太陽能光催化制氫相關(guān)技術(shù)”科技成果進行轉(zhuǎn)化，郭烈錦院士團隊7項專利作價4,750萬元轉(zhuǎn)讓給西安瀚海氫能源科技有限公司——標準的產(chǎn)學研流程。兩個團隊在氫能領(lǐng)域為我們呈現(xiàn)了兩國技術(shù)孵化模式的近距離比較。
