利用太陽能反應(yīng)器二步熱化學(xué)法從水和二氧化碳生產(chǎn)燃料

[加入收藏][字號:大中小] [時間:2010-12-28 國際新能源網(wǎng) 關(guān)注度:0]

摘要:　　Caltech公司、ETH Zrich公司和Paul Scherrer研究院于2010年12月24日宣布，推出一種太陽能反應(yīng)器，可用二步法太陽能驅(qū)動的熱化學(xué)法從水和二氧化碳生產(chǎn)燃料，這一開發(fā)成果已發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，該方法可穩(wěn)定而快速...

　　Caltech公司、ETH Zürich公司和Paul Scherrer研究院于2010年12月24日宣布，推出一種太陽能反應(yīng)器，可用二步法太陽能驅(qū)動的熱化學(xué)法從水和二氧化碳生產(chǎn)燃料，這一開發(fā)成果已發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，該方法可穩(wěn)定而快速地生產(chǎn)燃料超過500次循環(huán)。太陽能生產(chǎn)燃料效率達(dá)0.7%~0.8%，這一效率主要受系統(tǒng)規(guī)模和設(shè)計限制，而不是其化學(xué)性限制。

　　該系統(tǒng)的基礎(chǔ)是太陽能驅(qū)動的熱化學(xué)循環(huán)，采用非化學(xué)計量的二氧化鈰(CeO2)使H2O 和CO2離解。這種反應(yīng)器設(shè)計可使多孔的二氧化鈰直接暴置在聚集的太陽光輻射下，使其加熱至1,420 ~ 1,640 °C，從而從其網(wǎng)格釋放出氧氣。這種材料然后很容易地從CO2和H2O奪取氧原子，而分別形成CO和氫氣，CO和氫氣可組合生成燃料。

　　這種太陽能驅(qū)動的熱化學(xué)途徑使CO2和H2O離能本質(zhì)上可在高溫下操作，并可使用整個太陽能光譜，為此，它們?yōu)槔锰柲苌a(chǎn)燃料，可在貴金屬催化劑二氧化鈰(CeO2)存在下實現(xiàn)高速率和高效率地生產(chǎn)，從而具有吸引力，二氧化鈰(CeO2)可作為二步法熱化學(xué)循環(huán)高度有吸引力的氧化還原活性材料，這是因為它具有氧化和還原相二種機(jī)制。

　　研究人員業(yè)已驗證了從CO2和H2O使用太陽能反應(yīng)器在直接的集聚太陽光輻射下來高產(chǎn)率地生產(chǎn)太陽能基燃料，可望應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，而無需復(fù)雜的材料微型結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計（如附加的急冷或分離步驟）。

　　該太陽能制燃料能源轉(zhuǎn)化效率由CO2離解獲取，其效率比現(xiàn)代化的光催化途徑要高出約2個數(shù)量級。

　　按重量分析的產(chǎn)氫量也超過其他太陽能驅(qū)動熱化學(xué)過程1個數(shù)量級以上。