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瑞士清潔科技公司SoHHytec用光電化學專利技術研發太陽能制氫系統,突破千瓦級產能上限 | 瑞士創新100強

2024-01-29 09:34:52

瑞士清潔科技公司SoHHytec成立於2020年,該公司基於整合光電化學裝置的創新專利技術,只利用太陽和水就能同時生產氫氣、電力和熱能。其太陽能制氫系統的轉化率可達70%,並能直接部署在氫氣使用地點,減少運輸環節。

SoHHytec是瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的衍生公司,由Saurabh Tembhurne博士和Sophia Haussener教授聯合創立。

圖源瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)

氫氣,被認為是未來重要的清潔燃料。與傳統的碳氫化合物燃料相比,氫在燃燒時只產生水,這意味著它在減少二氧化碳排放方面可以發揮重要作用。

目前,全球96%的氫氣都是利用不可再生且存在嚴重汙染的傳統化石燃料生產的,而將生產出來的氫氣運送到使用終端的運輸成本,甚至比生產氫氣的成本還要高出2-3倍。製造氫氣最可持續的方法之一是利用太陽能將水分解為氫氣和氧氣,然而,這種方法在經濟上尚不可行,因為很難實現規模化生產。

圖源SoHHytec官網

SoHHytec的太陽能制氫系統Arb,基於專利的光電化學技術,整合光伏裝置和電解裝置,集中利用太陽輻射產生電能,並驅動水電解產生氫氣。SoHHytec達到了前所未有的70%的太陽能制氫轉化率,並能直接部署在氫燃料使用地點,減少運輸環節。

SoHHytec的太陽能制氫系統也被稱作“人造樹”,因為其制氫過程與植物光合作用產生氫氣、氧氣極為相似。Arb系統擁有一個直徑7米的拋物面聚光圓盤,可透過反射將太陽輻射集中到串聯多接面III-V半導體太陽能電池上來產生電能,並透過聚合物電解質膜電解槽驅動電解水來生產氫氣和氧氣。該圓盤集中的太陽輻射能量約為太陽正常輻射的1000倍,並能根據太陽位置自動旋轉,每天持續追蹤太陽6-8小時,最大限度地提高氫氣產量,甚至在夜間或陰天都可以透過連線外部電源繼續產生氫氣。

除了轉化為電能外,Arb系統上集中的太陽輻射還可以轉化熱能。SoHHytec利用換熱器將Arb系統產生的廢熱提取出來,可用於建築物內的空間供暖或熱水,或為工業流程提供燃料。此外,通常被視為副產品的氧氣,也可被醫院用於治療呼吸衰竭患者。

Arb系統的新型光電化學專利技術使其太陽能利用率最高能達到70%,且只需佔用很小的地面或屋頂空間,相比其他太陽能制氫技術具有更大的成本優勢,就地安裝也極大減少了運輸環節的成本和汙染。據估計,Arb制氫系統的使用壽命可達20年,並且在壽命期內只需要進行少量維護,進一步降低了太陽能制氫的生產和維護成本。

SoHHytec的太陽能制氫系統可以滿足工業(化肥、化學品、交通等)、住宅、航天和農業部門的生產需求。

目前,SoHHytec已經建造了一個千瓦級的試點工廠。該工廠首次在太陽能制氫領域突破了1千瓦的產能上限,可在8小時內生產約半公斤氫氣,等效輸出功率超過2千瓦。

SoHHytec正在建造一個新的試點工廠,該工廠將安裝5個更大(直徑為9米)、總功率為20兆瓦的Arb系統,為瑞士一家金屬加工公司提供氫氣和熱量用於製造不鏽鋼管。

SoHHytec也在同步探索瑞士以外的市場。美國加利福尼亞州即將敲定修建一座由一千套Arb系統構成的“人造樹公園”,該“公園”的年產氫量預計將高達2400噸,可為重型運輸提供綠色燃料,滿足大約150輛日行500公里卡車的動力需求。與此同時,SoHHytec還在與印度的電力生產商、化工業者以及運輸公司就用氫氣替代卡車和火車使用的柴油進行商討。

2022年初,SoHHytec完成了200萬美元的種子輪融資,計劃進一步開發和部署用於工業場景的制氫系統。SoHHytec希望透過可及、便捷、可持續的氫氣生產,助力全球經濟脫碳的共同使命。

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