グリーン水素：PEC 水の分解は競争力を持つ可能性がある

ベルリンホルムホルツセンターの科学者らは、太陽光を利用して光電気化学（PEC）電池で水から直接緑色水素を生成できるとプレスリリースで説明している。

これまでのところ、この「直接アプローチ」に基づくシステムは、精力的に競争力を持っていません。 しかし、そのような PEC セル内の水素の一部が本来の場所で接触水素化反応に使用されるとすぐにバランスが変化し、その結果、化学産業や製薬産業で使用される化学物質が同時生産されます。 光電気化学的な「グリーン」水素製造のエネルギー回収時間は劇的に短縮できることが研究で示されている。

水素は、理想的には、必要な電気エネルギーを提供する太陽電池または風力発電を使用して、水の電気分解によって生成できます。 この「グリーン」水素は、将来のエネルギーシステムにおいて重要な役割を果たすことが期待されています。 過去 10 年間で、太陽熱水の分解は大幅に進歩しました。太陽光発電モジュールや風力発電から必要な電圧を引き出す最高の電解装置は、すでに最大 30% の効率を達成しています。 これが間接的なアプローチです。

HZB 太陽燃料研究所では、いくつかのチームが太陽水の分解への直接的なアプローチに取り組んでいます。彼らは、太陽光を電気エネルギーに変換し、水溶液中で安定で、触媒的に水の分解を促進する光電極を開発しています。 これらの光電極は、触媒材料と密接に結合した光吸収体で構成され、光電気化学電池 (PEC) の活性成分を形成します。 低コストで安定した金属酸化物吸収体をベースにした最高の PEC セルは、すでに 10% 近い効率を達成しています。 PEC セルは、PV 駆動の電解槽よりも効率がまだ劣りますが、重要な利点もあります。たとえば、PEC セルでは、太陽光からの熱を利用して反応をさらに加速できます。 また、このアプローチでは電流密度が10分の1から100分の1になるため、豊富で非常に安価な材料を触媒として使用することが可能になります。

1 回限りの寄付毎月毎月四半期ごと毎年

名前

電子メールアドレス

通貨*AEDAUDBGNCADCHFCZKDKKEUR (€)GBP (£)HKDHRKHUFILSISKJPY (¥)NOKNZDPHPPLNRONRUBSEKSGDUSD (US$)ZARA金額 () *

function dmm_quirting_methods(value) { var x = document.getElementsByClassName("dmm_quirting"); 変数 i; for (i = 0; i function dmm_multicurrency_methods(value) { let dmm_currency = {"AED":"AED","AUD":"AUD","BGN":"BGN","CAD":"CAD"," CHF":"CHF"、"CZK":"CZK"、"DKK":"DKK"、"EUR":"€"、"GBP":"£"、"HKD":"HKD"、"HRK" :"HRK","HUF":"HUF"、"ILS":"ILS"、"ISK":"ISK"、"JPY":"¥"、"NOK":"NOK"、"NZD":" NZD","PHP":"PHP"、"PLN":"PLN"、"RON":"RON"、"RUB":"RUB"、"SEK":"SEK"、"SGD":"SGD" ,"USD":"US$","ZAR":"ZAR"}; document.getElementById("dmm_currency_symbol").innerHTML = dmm_currency[value]; let x = document.getElementsByClassName("dmm_nomc"); for (let i = 0; i == 支払い方法を選択 ==iDEALCardPayPal

ここにプライバシーポリシーに同意します

これまでの分析では、PEC アプローチは大規模な実装にはまだ競争力がないことが示されています。 現在、PEC システムからの水素のコストは約 10 米ドル/kg で、化石メタン水蒸気改質による水素 (1.5 米ドル/kg) の約 6 倍です。 さらに、PEC 水の分解に必要な累積エネルギー需要は、風力タービンや電解槽による水素製造の 4 ～ 20 倍であると推定されています。

「これが私たちが新しいアプローチを導入したかったところです」とHZB太陽燃料研究所のファトワ・アブディ博士は言います。 アブディ氏のグループは、生成された水素の一部が同じ反応器内でイタコン酸（IA）とさらに反応してメチルコハク酸（MSA）を形成するときに、バランスがどのように変化するかを調査した。

彼らはまず、光吸収体、触媒材料、ガラスなどの他の材料からPECセルを生成するのにどのくらいのエネルギーが必要か、そしてこのエネルギーを水素やMSAなどの化学エネルギーの形で生成するためにどのくらいの時間機能しなければならないかを計算した。 水素単独の場合、太陽光から水素への効率が 5% と控えめであると仮定すると、この「エネルギー回収期間」は約 17 年になります。 生成された水素の 2% だけが IA を MSA に変換するために使用された場合、エネルギー回収時間は半分になり、水素の 30% が MSA に変換された場合、わずか 2 年後に生成エネルギーを取り戻すことができます。 「これにより、プロセスの持続可能性と競争力がさらに高まります」とアブディ博士は言います。 理由の 1 つは、このような PEC セルで MSA を合成するために必要なエネルギーが、従来の MSA 製造プロセスで必要なエネルギーのわずか 7 分の 1 であることです。

「このシステムは柔軟で、現在現場で必要とされている他の貴重な化学物質も生成できます」とアブディ氏は説明します。 利点は、投資コストの大部分を占める PEC ユニットの固定コンポーネントが変わらないことです。 交換する必要があるのは水素化触媒と原料のみです。 「このアプローチは、グリーン水素の製造コストを大幅に削減する方法を提供し、PEC 技術の経済的実現可能性を高めます」とアブディ氏は言います。 「私たちはプロセスを慎重に検討しました。次のステップは、水素とMSAの同時生成が実際にどの程度うまく機能するかを実験室でテストすることです。」

Innovation Origins は、ヨーロッパのイノベーション ニュースのプラットフォームです。 ヨーロッパ 15 か国の編集者からの多数のレポートに加えて、信頼できる情報源から最も重要なプレス リリースを選択しています。 こうすることで、イノベーションの世界で何が起こっているかを常に最新の情報を得ることができます。 あなたは、または私たちが選択した情報源のリストに欠かせない組織を知っていますか? その後、編集チームに報告してください。

1 回限りの寄付毎月毎月四半期ごと毎年

名前

電子メールアドレス

通貨*AEDAUDBGNCADCHFCZKDKKEUR (€)GBP (£)HKDHRKHUFILSISKJPY (¥)NOKNZDPHPPLNRONRUBSEKSGDUSD (US$)ZARA金額 () *

function dmm_quirting_methods(value) { var x = document.getElementsByClassName("dmm_quirting"); 変数 i; for (i = 0; i function dmm_multicurrency_methods(value) { let dmm_currency = {"AED":"AED","AUD":"AUD","BGN":"BGN","CAD":"CAD"," CHF":"CHF"、"CZK":"CZK"、"DKK":"DKK"、"EUR":"€"、"GBP":"£"、"HKD":"HKD"、"HRK" :"HRK","HUF":"HUF"、"ILS":"ILS"、"ISK":"ISK"、"JPY":"¥"、"NOK":"NOK"、"NZD":" NZD","PHP":"PHP"、"PLN":"PLN"、"RON":"RON"、"RUB":"RUB"、"SEK":"SEK"、"SGD":"SGD" ,"USD":"US$","ZAR":"ZAR"}; document.getElementById("dmm_currency_symbol").innerHTML = dmm_currency[value]; let x = document.getElementsByClassName("dmm_nomc"); for (let i = 0; i == 支払い方法を選択 ==iDEALCardPayPal

ここにプライバシーポリシーに同意します