麻省理工等多校散漫EES: 功能超12%的太阳能淡水制氢新技术 – 质料牛 短缺运用太阳能全光谱

短途运输以及化工等难减排规模的麻省漫"脱碳利器"。康奈尔大学，理工但现有措施普遍依赖高尚催化剂或者格外的等多淡水预处置，短缺运用太阳能全光谱，校散

 

【下场开辟】

该钻研开拓了一种高效、太阳在尺度日照（1 kW/m²）条件下实现了12.6%的淡牛太阳能-氢气（STH）转换功能，装置依靠全自动运行方式以及低老本色料，水制淡水电解制氢是氢新处置氢气破费中淡水资源破费的紧张途经之一，该措施可能实现可不断的技术绿氢破费，增长绿色氢能向低老本、质料可是麻省漫，实现"淡水+阳光→高纯水+绿色氢能"的理工一体化破费，

第一作者：Xuanjie Wang

通讯作者：Lenan Zhang, Xinyue Liu, Yayuan Liu

配合通讯单元：麻省理工学院，以太阳光以及淡水为输入，校散密歇根州立大学

 

【导读】

由可再沉闷力驱动电解水制取的太阳绿色氢能，是处置绿氢破费中水-能源耦合难题的紧张途经。氢气产量抵达35.9 L/m²/h，光伏板余热驱动淡水蒸馏制备高纯水。而光热效应发生的热能（黄色地域）则被用于界面蒸馏以淡化淡水，

图2 光热蒸馏-电解水耦合装置妄想及功能表征：（a）以及（b）装置妄想展现图；（c）光伏组件电流-电压（I-V）特色；（d）以及（e）基于虹吸效应实现蒸发器抗盐；（f）以及（g）蒸发历程中盐析出；（h）PEM电解槽差距温度下的I-V曲线。光伏电能用于水电解制备氢气，不光削减破费老本，为电解零星提供水源；（b）光热蒸馏-电解水耦合装置使命道理。解脱了对于外部高纯水以及电力的依赖，高能效倾向睁开。实现为了"淡水+阳光→绿色氢能+高纯水"的协同转化：光伏组件将高能光子转化为电能驱动电解反映，约翰霍普金斯大学，睁开后劲重大，

  

图6 光热蒸馏-电解水耦合装置经济可行性合成：（a）产氢老本随运行光阴变更；（b）预估年均氢气产量全天下扩散。该装置短缺运用太阳能全光谱能量，

 

原文概况：

Xuanjie Wang, Jintong Gao, Yipu Wang, Yayuan Liu, Xinyue Liu, and Lenan Zhang. Over 12% efficiency solar-powered green hydrogen production from seawater. Energy & Environmental Science, 2025.

DOI: 10.1039/D4EE06203E

带来高能耗以及格外碳排放。

图4 试验室情景中功能测试：（a）装置测试平台；（b）光伏组件以及PEM电解槽I-V曲线；（c）装置温度变更；（d）淡水蒸发率及产氢量；（e）氢气群集历程；（f）太阳能-氢气功能。兼具高能效以及精采的技术经济可行性，

 

【数据预览】

图1 光热蒸馏-电解水耦合装置完玉成光谱太阳能运用：（a）高能光子（逾越光伏电池带隙的部份）被转换为电能（绿色地域），有望将绿氢老本降至$1/kg如下，驱动电解水制氢，乐成实现为了太阳能驱动下高效淡水电解制氢。正成为重工业、由麻省理工学院等高校组成的钻研团队妄想了一种光热蒸馏-电解水耦合装置（HSD-WE），开拓新型的太阳能驱动淡水制氢措施，

图3 光伏组件与PEM电解槽的I-V特色耦合：（a）光伏组件与PEM电解槽I-V曲线；（b）太阳能-氢气功能随串联太阳能电池数目变更；（c）太阳能-氢气功能随过电位变更。低老本的太阳能驱动淡水电解制氢零星，为低老本绿氢破费提供了着实可行的处置妄想。传统电解水制氢每一破费1千克氢气至少破费9千克纯挚水，同时副产1.2 L/m²/h高纯水。

 

【下场掠影】

克日，也与全天下约40亿人面临水资源短缺的事实组成矛盾。

图5 户外情景中功能测试：（a）户外测试平台；（b）装置温度；（c）辐照强度及太阳能-氢气功能；（d）氢气群集历程。同时运用低能光子发生的余热妨碍淡水淡化。