在遏制氣候變化和減少碳排放的全球競(jìng)賽中，氫被認(rèn)為是替代化石燃料的有力競(jìng)爭(zhēng)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(wú)論是用電來(lái)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^(guò)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(guò)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(guò)近期，一個(gè)由京都大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型的氫工廠(chǎng)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?guó)際氫能雜志》上發(fā)表了他們的建議。
論文作者Shutaro Takeda說(shuō)，“太陽(yáng)能顯然是驅(qū)動(dòng)氫生產(chǎn)的候選，但問(wèn)題往往是陽(yáng)光太斷斷續(xù)續(xù)了。”
該研究小組利用太陽(yáng)能加熱來(lái)氣化生物質(zhì)的新方法看起來(lái)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(lái)，創(chuàng)建一種新型的氫氣設(shè)施，由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)生物質(zhì)間接氣化制氫廠(chǎng)，或稱(chēng)SABI-氫氣廠(chǎng)。
首先，為了有效地捕捉陽(yáng)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(xiàn)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(lái)，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(méi)有氧氣的情況下被劇烈地加熱。
與其說(shuō)是燃燒，不如說(shuō)是木屑被轉(zhuǎn)化為含有大量氫氣的混合氣體。此外，在沒(méi)有太陽(yáng)能加熱的情況下，這種氣化器也可以通過(guò)燃燒燃料向系統(tǒng)提供熱量來(lái)進(jìn)行常規(guī)加熱。
最后，該團(tuán)隊(duì)根據(jù)國(guó)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(shuō)，“我們的建模表明，利用太陽(yáng)能和來(lái)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。”
