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電解系統(tǒng)仍然是氫經(jīng)濟的支柱，并且被認為是制造大量綠色氫的關(guān)鍵方法之一。
在這一技術(shù)領(lǐng)域，世界各地的公司和組織都在競相創(chuàng)造更高效、更有效的電解系統(tǒng)，以實現(xiàn)綠色氫的低成本生產(chǎn)，從而為清潔能源載體創(chuàng)造更豐富的市場。
在美國，各種政府計劃正在幫助解決加強氫氣生產(chǎn)的障礙，為了了解其中一個項目的更多信息，H2·維尤采訪了R&D Chemours公司的首席工程師Andrew Park和NREL的高級研究員Bryan Pivovar博士。
Andrew Park告訴H2視點，Chemours繼續(xù)支持主要通過質(zhì)子交換膜技術(shù)創(chuàng)造更高效的電解系統(tǒng)。
“在20世紀中葉，一種叫做含氟聚合物的新型聚合物的出現(xiàn)給各種工業(yè)帶來了許多令人興奮的和必要的特性。在五六十年代發(fā)明的含氟聚合物中，有一種叫做Nafion的聚合物，它是一種質(zhì)子交換聚合物，”Andrew Park獨家告訴H2觀點。
“我們稱之為離聚物——一種離子交換聚合物。這是一種全新的含氟聚合物，通過它的發(fā)現(xiàn)，許多新型設(shè)備得以普及，如氫燃料電池和質(zhì)子交換膜(PEM)水電解槽。
“Chemours現(xiàn)在繼承了Nafion品牌離聚物等含氟聚合物的傳統(tǒng)和制造工藝。Chemours向上游制造商提供聚合物和膜等增值產(chǎn)品，以制造用于這些電化學(xué)設(shè)備的組件。”
Bryan Pivovar博士透露了國家可再生能源實驗室(NREL)如何繼續(xù)探索氫技術(shù)，作為對美國脫碳社會做出貢獻的一種手段。
“我在國家可再生能源實驗室工作，所以我們是美國能源部國家實驗室系統(tǒng)的一部分。我們是唯一的EERE實驗室，這是能源部的能源效率和可再生能源部分，在這個結(jié)構(gòu)中，我們有一個大的氫計劃。
“我們一直在探索氫氣如何融入不斷發(fā)展的能源系統(tǒng)。能源部有一個新的愿景，叫做大規(guī)模氫能(H2 @比例尺)基本上是以氫作為未來經(jīng)濟、清潔和可持續(xù)能源系統(tǒng)的關(guān)鍵核心成分。
“在許多方面，氫氣的特殊之處在于它可以利用可再生能源等物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為工業(yè)和交通應(yīng)用，特別是在直接電能或電池難以滿足的應(yīng)用中。”
這兩個組織目前都參與了能源部的一項計劃，該計劃旨在主要通過使用質(zhì)子交換膜電解槽系統(tǒng)的創(chuàng)新材料來開發(fā)更高效的電解槽系統(tǒng)。皮沃瓦爾向H2解釋了對該項目的看法，“有一個特定的項目，這是目前有些獨特的，因為它側(cè)重于改善電解的膜性能，這是一個沒有做很多工作但越來越重要的領(lǐng)域?！?/span>
Park補充說，“這個項目處理的是一種通過水電解產(chǎn)生氫氣的下一代愿景。水電解長期以來一直是一個利基市場——已經(jīng)有了這項技術(shù)的演示，并且已經(jīng)在商業(yè)設(shè)備中使用了一段時間。”
“現(xiàn)在，隨著對綠色氫的大規(guī)模需求，需求的指數(shù)級增長離我們很近。服務(wù)于一些現(xiàn)有市場的膜技術(shù)尚未針對高效率進行優(yōu)化，而高效率是使該技術(shù)能夠快速擴大規(guī)模的必要條件。
“我們需要加快材料研究，開發(fā)出像薄膜這樣的東西。雖然R&D的需求不僅限于膜，但它需要在很短的時間內(nèi)進行大量優(yōu)化。”
顯然，電解制氫對生產(chǎn)綠色氫氣具有積極影響。但是藍氫也是如此。雖然業(yè)內(nèi)許多人可能更喜歡直接使用綠色氫，但帕克和皮沃瓦爾都認為藍色氫是啟動氫能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。
“雖然綠色氫可能是理想的最終目標，”皮沃瓦爾說，“灰色和藍色氫根本不是敵人。它們是價值主張不斷改進的重要過渡狀態(tài)。有一個問題，有些人可能會期待一個100%綠色的2050年，并認為，我們能到達那里嗎？
“然后是灰色、藍色和綠色之間的轉(zhuǎn)換，這三種顏色的某些方面會持續(xù)一段時間。對我來說最重要的是，大規(guī)模氫之所以被稱為大規(guī)模氫，是因為最大的挑戰(zhàn)之一是規(guī)模，大規(guī)模更經(jīng)濟。
“灰氫建立基礎(chǔ)設(shè)施以允許更便宜的氫儲存使用和運輸?shù)哪芰σ呀?jīng)發(fā)生，并且可以通過藍氫和最終的綠色氫得到進一步發(fā)展?！?/span>
Park補充道，“是的，我同意，Chemours也完全同意。我們迫不及待地想讓價值鏈的各個環(huán)節(jié)到位，目前供應(yīng)的氫氣，無論是灰色還是轉(zhuǎn)變?yōu)樗{色，然后在未來轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，這都有助于我們更快地擴大規(guī)模。這是件好事。任何能讓我們實現(xiàn)綠色氫經(jīng)濟的東西都是偉大的?！?/span>
