東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科副教授杉山正和以及宮崎大學(xué)工學(xué)教育研究部副教授西岡謙祐等人組成的研究團(tuán)隊(duì)近日構(gòu)建電解水系統(tǒng)，利用從高效的太陽(yáng)能電池獲得的電力，成功地將太陽(yáng)光能量的24.4%儲(chǔ)存為氫氣。據(jù)說(shuō)這一實(shí)際在太陽(yáng)光下實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換率是目前世界第一。
氫氣作為清潔能源備受人們關(guān)注，預(yù)計(jì)今后對(duì)氫氣的需求將不斷增加。目前，氫氣主要是從化石燃料中提取。為了提高對(duì)可再生能源的依賴程度，人們開始研究如何高效率、低成本地利用太陽(yáng)光制造氫氣。
然而，過(guò)去利用光催化劑從太陽(yáng)光制造氫氣的方法，光能轉(zhuǎn)換成氫氣的轉(zhuǎn)換率一直停留在不足10%的水平上。澳大利亞的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在利用透鏡將強(qiáng)光集中在優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體元件上發(fā)電的聚光型太陽(yáng)能電池和電解水裝置組合起來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了22.4%的轉(zhuǎn)化率。但這一實(shí)驗(yàn)利用的是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的模擬太陽(yáng)光。
日本東京大學(xué)和宮崎大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)將聚光型太陽(yáng)能電池安裝在可高精度跟蹤太陽(yáng)軌跡的臺(tái)架上，并與使用高分子膜的電解水設(shè)備相連接。因?yàn)樘?yáng)能電池的發(fā)電效率受所連接機(jī)器的電阻的影響，研究團(tuán)隊(duì)將串聯(lián)連接的數(shù)量調(diào)整到了最佳狀態(tài)。
該研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置在宮崎大學(xué)室外試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取得了31%的高效率的電力，得以幾乎零損耗地導(dǎo)入了電解水設(shè)備。其結(jié)果能夠穩(wěn)定地制造氫氣，轉(zhuǎn)換率達(dá)到了24.4%。如果聚光型太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率更高的話，據(jù)說(shuō)轉(zhuǎn)換率還將進(jìn)一步得到提升。
該研究團(tuán)隊(duì)表示：“實(shí)驗(yàn)中使用機(jī)器在市面上有銷售，通過(guò)設(shè)計(jì)符合設(shè)置條件的系統(tǒng)，以當(dāng)下技術(shù)水平是能夠高效地制造氫氣的。由于聚光型太陽(yáng)能電池比一般太陽(yáng)能電池價(jià)格高，今后還需要進(jìn)一步提高聚光型太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率及降低其成本。”
