太阳能制氢的前景

                       10级计算机科学与技术1班，宁屿桦

摘要：随着社会现代化的发展，人们对能量的需求量越来越大。而不可再生资源如石油，天然气，煤炭等等经过几百年的开发后。存储量已经大幅的减少了。经有关专家的预测，不可再生资源可维持现代社会利用的时间不到五十年了。如此严峻的现实情况使人不得不考虑可代替能源了。而现在人们追求更好的生活环境。不再允许肆意的破坏环境。所以，也对未来的能源设下了不少要求—能量要多，而且要对环境友好。除了现在比较现实的能源利用有，风能，势能，太阳能。当时这些能量的利用率都不高。而还有一种没有任何污染的产生物，存量巨大，单位能量巨大的燃料—氢气。渐渐走进人们的视角。

                                图一（氢气的分子结构）

那么现在氢气的制备的发展前景如何呢，而太阳能制氢气的发展前景如何呢？

1国外太阳制氢气的情况：

以色列，瑞典，瑞士以及法国的科学家联合开发出来一种利用太阳能制氢的新工艺。其首先是将纯锌制成粉末，然后利用水和锌粉末制成氢。这种方法干净，安全，便宜。因为锌的存储量比较大，而制氢的条件也是比较容易实现。主要的问题是只有电解或者熔炼才能实现规模生产纯锌。而这种方法的能耗比较高，同时伴有污染气体的产生。为了解决这个问题，04年成立了一个研究项目。目的是研究太阳能可以作为氧化锌提取纯锌工艺的主要能源来源。利用模仿太阳设备，获取高能量。最终在试验中纯锌的产量达到50kg/h。

  日本京都产业大学物理学系大森隆副教授开发出利用太阳能高效利用氢气的系统，这套系统把太阳能电池版与水解槽连在一起，为了高效制造氢气，电极部分的材料在产生氢气一侧使用一种氧化剂，生产12kg/d的氢气。

2国内的制氢情况

南京大学环境材料与再生能源研究中心课题组在世界上首次开发成功可见光响应水全解催化剂，实现了在实际太阳光下光崔化水分解制氢。

此外，还有一些比较特别的制氢方法，例如生物制氢方法；

1直接光解技术

                                  图二 绿藻制氢

在厌氧的条件下，绿藻可以利用氢作为电子工体用于二氧化碳的固定或者释放氢气。由于氧对氢酶有抑制作用，必须把光合放氧和光合放氢在时间上与空间上分开。

2间接光解技术；

                    图三 蓝藻制氢

蓝细菌主要分为：蓝绿藻，蓝藻类等

通过反应式：

    C6H12O6+12H2O-12H2+6CO2

来产生氢气。

总的来说，生物制氢技术还在初步的研究阶段，当其前景还是十分的广阔。

因为各个国家的对新能源越来越渴望，对获取新能源的技术投入越来越多的资金。

                            图四 资金投入表

说明了国家越来越重视这方面的发展。随着资金大量的投入。对技术的开发和进步必将越来越大，到时候，催化剂太阳水解制氢技术能进一步的完善。生物制氢的效率进一步的提高的希望也会更大。

                            图五 氢存储碳架

当制氢的效率得到改善后，相信储氢的装置也会相应的快速发展。到时侯人们的生活方式将发生质的改变。而由太阳能制氢的技术将引发新一轮的科技，迅速拜托受能源的社会发展。

    太阳能制氢技术的前景是光明的。技术的不断发展，我们充满希望。我们的生活方式将发生巨大变革。氢能改变未来。

说明：图一，图二，图三，图四，图五摘自www.baidu.com

        ｛1｝部分摘自《太阳能科技与应用》183-185页