在100米2尺度上从水中进行光催化太阳能生产
Hiroshi Nishiyama1, Taro Yamada1, Mamiko Nakabayashi2
1Office of University Professors, The University of Tokyo, Tokyo, Japan.
Nature
|August 25, 2021
概括
大规模的光催化水分解用于生产气已经被证明是安全的. 这种使用新型光催化剂和膜分离的系统显示了未来碳中和能源解决方案的潜力.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 化学工程
背景情况:
- 全球能源需求增长和气候变化需要碳中和能源.
- 是一种多用途的能量载体,可以通过光催化或电解从水中产生.
- 与太阳能电池合电解相比,光催化水分裂提供了更简单,更可扩展的系统,尽管效率较低.
研究的目的:
- 为了证明光催化水分系统的安全大规模运行.
- 评估从湿气混合物中自主回收的可行性.
- 在现场条件下评估系统的耐用性和安全性.
主要方法:
- 使用了100平方米的面板反应器与酸光催化剂.
- 使用商用聚胺膜从产品气体混合物中自主回收气.
- 进行了长期运行 (几个月),并进行了安全评估,包括故意点火测试.
主要成果:
- 大规模光催化水分系统的安全连续运行.
- 证明了自主回收的最大太阳能到 (STH) 效率为0.76%.
- 该系统的耐用性和安全性被证明,
结论:
- 具有自主气体收集和分离的大型安全光催化水分离是可行的.
- 目前的STH效率很低,并且该过程具有负能量,需要进一步优化.
- 未来的工作必须集中在降低成本,提高STH效率,光催化剂稳定性和气体分离以实现经济可行性.


