LIFT(創(chuàng)新未來(lái)技術(shù)的Launchpad)研究提案現(xiàn)已獲得NWO ENW PPS基金的撥款。

在這個(gè)項(xiàng)目中，DIFFER和TME正在探索一種直接從潮濕空氣中生產(chǎn)氫氣的創(chuàng)新方法。這項(xiàng)研究項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)是雙重的。需要新的可持續(xù)燃料1)減少對(duì)化石燃料的依賴，2)減少溫室氣體的排放。

其中一種可持續(xù)燃料是氫，可用于儲(chǔ)存可再生能源。當(dāng)氫與燃料電池中的氧結(jié)合時(shí)，能量以電的形式釋放，清潔水是唯一的排放物。

在各自尋求解決方案的過(guò)程中，TME的先進(jìn)材料研究部門會(huì)見(jiàn)了由Mihalis Tsampas領(lǐng)導(dǎo)的DIFFER的能源應(yīng)用催化和電化學(xué)工藝組。該小組一直在研究一種在水相而不是液相中分解水的方法，這種方法更為常見(jiàn)。

使用氣體而不是液體具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。液體引入了一些技術(shù)問(wèn)題，如不希望的氣泡形成。此外，通過(guò)在氣相中使用水而不是液相，我們不需要昂貴的裝置來(lái)凈化水。最后，由于我們只使用周圍空氣中存在的水，我們的技術(shù)也適用于沒(méi)有水的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

-Mihalis Tsampas，能源應(yīng)用催化和電化學(xué)工藝組

在過(guò)去的一年中，DIFFER和TME在聯(lián)合可行性研究中證明了預(yù)想的原則是有效的。研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型固態(tài)光電化學(xué)電池，能夠首先從環(huán)境空氣中捕獲水，然后在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生氫氣。

第一個(gè)原型實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)刃гO(shè)備充滿水時(shí)獲得的70%的性能。該系統(tǒng)由聚合物電解質(zhì)膜，多孔光電極和吸水材料組成，并結(jié)合在一個(gè)專門設(shè)計(jì)的膜集成裝置中。

作為世界上第一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)的氫能轎車的先鋒，豐田也積極地尋找在不使用化石燃料的情況下生產(chǎn)氫氣的方法。這正好與豐田環(huán)境挑戰(zhàn)20503的挑戰(zhàn)，力爭(zhēng)零CO 2我們整個(gè)車輛的整個(gè)生命周期內(nèi)的排放。

基于可再生能源的氫生產(chǎn)顯著有助于減少溫室氣體的排放。通過(guò)這種基礎(chǔ)研究，我們通過(guò)為我們的運(yùn)營(yíng)和客戶開(kāi)發(fā)價(jià)格合理且易于使用的氫氣應(yīng)用，致力于氫氣社會(huì)。

-Isotta Cerri，豐田汽車歐洲先進(jìn)材料研究部總經(jīng)理

在項(xiàng)目的下一階段，合作伙伴打算大大改善設(shè)置。

在我們的第一個(gè)原型中，我們使用已知非常穩(wěn)定的光電極。但所使用的材料僅吸收紫外線，紫外線占到達(dá)地球所有陽(yáng)光的百分之五。因此，下一步是應(yīng)用最先進(jìn)的材料并優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以增加水的攝入量和被吸收的太陽(yáng)光量。

-Mihalis Tsampas

當(dāng)克服這個(gè)障礙時(shí)，研究將轉(zhuǎn)向提升技術(shù)。目前能夠產(chǎn)生氫的光電化學(xué)電池非常小，大小約為平方厘米。為了在經(jīng)濟(jì)上可行，它們的規(guī)模必須擴(kuò)大至少兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。

DIFFER是荷蘭科學(xué)研究組織(NWO)的九個(gè)研究機(jī)構(gòu)之一。該研究所與(國(guó)際)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界密切合作，對(duì)全球可持續(xù)能源基礎(chǔ)設(shè)施的材料，工藝和系統(tǒng)進(jìn)行跨學(xué)科研究。DIFFER的研究既包括太陽(yáng)能燃料中可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存，也包括通過(guò)核聚變產(chǎn)生清潔，安全和充足的能源。