它看起来像魔术。丰田希望从空气中制造燃料(氢)

Anonim

丰田的官方声明开始的时候简直是天方夜谭:“这感觉就像魔法一样:我们将一个特定的设备与空气接触,将其暴露在阳光下,然后它就开始免费生产燃料。”

免费?喜欢?

首先,他们所指的燃料不是汽油或柴油,而是氢气。正如我们所知,丰田是该领域的主要参与者之一,燃料电池汽车或燃料电池使用氢气来产生使车辆启动所需的电能。

这项技术扩展的主要障碍之一恰恰在于氢气的生产。尽管它是宇宙中最丰富的元素,但不幸的是,它似乎总是“附着”在另一种元素上——一个常见的例子是水分子,H2O——需要复杂而昂贵的过程来分离和储存它。

丰田光电化学电池

正如丰田回忆的那样,氢气生产仍然使用化石燃料,日本品牌打算改变这种情况。

根据丰田汽车欧洲公司 (TME) 的一份声明,他们取得了重要的技术进步。与 DIFFER(荷兰基础能源研究所)合作开发了一种能够吸收空气中存在的水蒸气的装置,仅使用太阳能直接分离氢和氧 ——因此我们得到免费燃料。

这种联合开发主要有两个原因。首先,我们需要新的、可持续的燃料——比如氢——可以减少我们对化石燃料的依赖;二是要减少温室气体排放。

TME 的先进材料研究部门和 DIFFER 的能源应用催化和机电过程小组由 Mihalis Tsampas 领导,共同努力实现了一种将水分成气态(蒸汽)相而不是更常见的液相的组成元素的方法。 Mihalis Tsampas 阐明了原因:

用气体代替液体工作有几个优点。液体有一些问题,例如意外起泡。此外,通过使用气相而不是液相的水,我们不需要昂贵的设施来净化水。最后,由于我们只使用周围空气中存在的水,因此我们的技术适用于没有水的偏远地区。

Mihalis Tsampas,DIFFER 能源应用的催化和机电过程

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第一个原型

TME 和 DIFFER 展示了该原理的工作原理,开发了一种新的固态光电化学电池,能够从环境空气中捕获水,在暴露在阳光下后,它开始产生氢气。

丰田光电化学电池
光电化学电池的原型。

这第一个原型设法实现了令人印象深刻的 70% 的性能是由等效的充水设备实现的 - 有希望。该系统包括聚合物电解质膜、多孔光电极和吸水材料,与集成膜结合在特定装置中。

下一步

鉴于已经取得的成果,这个有前途的项目成功地从 NWO ENW PPS 基金中分配了资金。下一步是改进设备。第一个原型使用已知非常稳定的光电极,但它有其局限性,正如 Tsampas 所说:“……这种材料仅使用吸收紫外线,占到达地球的所有阳光的不到 5%。下一步是应用最先进的材料并优化建筑以增加水和阳光的吸收。”

克服这一障碍后,就有可能扩展该技术。用于产生氢气的光电化学电池非常小(约 1 cm2)。为了在经济上可行,它们必须至少增长两到三个数量级(大 100 到 1000 倍)。

据Tsampas说,尽管还没有到达那里,但他希望这种类型的系统将来不仅可以帮助移动汽车,还可以为家庭供电。

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