LIFT(創新未來技術的Launchpad)研究提案現已獲得NWO ENW PPS基金的撥款。
在這個項目中,DIFFER和TME正在探索一種直接從潮濕空氣中生產氫氣的創新方法。這項研究項目的動機是雙重的。需要新的可持續燃料1)減少對化石燃料的依賴,2)減少溫室氣體的排放。
其中一種可持續燃料是氫,可用于儲存可再生能源。當氫與燃料電池中的氧結合時,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程中,TME的先進材料研究部門會見了由Mihalis Tsampas領導的DIFFER的能源應用催化和電化學工藝組。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。
使用氣體而不是液體具有幾個優點。液體引入了一些技術問題,如不希望的氣泡形成。此外,通過在氣相中使用水而不是液相,我們不需要昂貴的裝置來凈化水。最后,由于我們只使用周圍空氣中存在的水,我們的技術也適用于沒有水的偏遠地區。
-Mihalis Tsampas,能源應用催化和電化學工藝組
在過去的一年中,DIFFER和TME在聯合可行性研究中證明了預想的原則是有效的。研究人員開發出一種新型固態光電化學電池,能夠首先從環境空氣中捕獲水,然后在陽光照射下產生氫氣。
第一個原型實現了當等效設備充滿水時獲得的70%的性能。該系統由聚合物電解質膜,多孔光電極和吸水材料組成,并結合在一個專門設計的膜集成裝置中。
作為世界上第一個大規模生產的氫能轎車的先鋒,豐田也積極地尋找在不使用化石燃料的情況下生產氫氣的方法。這正好與豐田環境挑戰20503的挑戰,力爭零CO 2我們整個車輛的整個生命周期內的排放。
基于可再生能源的氫生產顯著有助于減少溫室氣體的排放。通過這種基礎研究,我們通過為我們的運營和客戶開發價格合理且易于使用的氫氣應用,致力于氫氣社會。
-Isotta Cerri,豐田汽車歐洲先進材料研究部總經理
在項目的下一階段,合作伙伴打算大大改善設置。
在我們的第一個原型中,我們使用已知非常穩定的光電極。但所使用的材料僅吸收紫外線,紫外線占到達地球所有陽光的百分之五。因此,下一步是應用最先進的材料并優化系統結構,以增加水的攝入量和被吸收的太陽光量。
-Mihalis Tsampas
當克服這個障礙時,研究將轉向提升技術。目前能夠產生氫的光電化學電池非常小,大小約為平方厘米。為了在經濟上可行,它們的規模必須擴大至少兩到三個數量級。
DIFFER是荷蘭科學研究組織(NWO)的九個研究機構之一。該研究所與(國際)學術界和工業界密切合作,對全球可持續能源基礎設施的材料,工藝和系統進行跨學科研究。DIFFER的研究既包括太陽能燃料中可持續能源的轉換和儲存,也包括通過核聚變產生清潔,安全和充足的能源。