绿氢技术重大突破！成本降到2美元，电解效率达95%
撰文 | 小博
→这是《环球零碳》的第106篇原创
环球零碳
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摘要：澳大利亚卧龙岗大学的研究人员最近声称，在提高电解槽效率方面取得了巨大飞跃，电解效率从75%提高到了95%，提前了绿氢作为一种能源与化石燃料竞争的时间。
通过风能和太阳能等可再生能源电解水制取的氢，被称为绿氢。绿氢因为取之不尽，而且无污染无排放，是走向净零目标的优良能源。
氢能在工业、交通运输和发电、储能领域，都有很好的用途。随着各国承诺到2050年前后实现净零排放目标后，都拼命寻找化石燃料的替代品，于是全球对氢能的兴趣大幅增长。很多国家都制定“氢能战略”，来开发制氢技术，降低成本，扩大应用规模。
但电解水制氢的一个痛点是，耗电比较大，价格比较高。电力成本占到制氢成本的80%左右。要降低制氢成本，要么寻找便宜的电力，要么改进技术提高电解效率。
澳大利亚卧龙岗大学的研究人员最近声称，在提高电解槽效率方面取得了巨大飞跃，提前了绿氢作为一种能源与化石燃料竞争的时间。
Hysata是一家使用卧龙岗大学开发的技术的公司。该公司表示，其获得专利的毛细管供电电解槽的效率达到了95%。这意味着几乎没有浪费，比目前的技术水平高出约四分之一。
Hysata首席执行官保罗·巴雷特表示，这一成果最近发表在同行评议的《自然通讯》杂志上。这项技术有望让澳大利亚政府提出的“每公斤氢气降到2美元”的目标在2025年之前实现，从而使这种燃料具有竞争力。
“我们已经从75%的效率提高到了95%，这对电解行业来说真的是一个巨大的飞跃。”巴雷特说。
图说：Hysata 首席执行官保罗·巴雷特（左）和首席技术官 Gerry Swiegers在展示毛细管电解槽。
来源：Hysata
01
关键是降低电解槽的电阻
卧龙岗大学的这项技术如果能把每公斤的制氢成本降低到2美元，当然很有竞争力。
根据彭博新能源财经提供的数据，最近，因为乌克兰危机，导致天然气价格飙涨，在欧洲、中东和非洲地区，用天然气等化石燃料生产的灰氢的平准成本达到6.71美元/公斤。
相对来说，最近绿氢的成本反而比灰氢更有优势，在这些地区，、绿氢的成本为4.84-6.68美元/公斤。同样，中国的绿氢成本目前已降至3.22美元/公斤（使用中国的电解槽），而灰氢成本为5.28美元/公斤。
Hysata的首席技术官、卧龙岗大学教授Gerry Swiegers表示，电解法——利用电力将水分解为氢和氧——已经存在了两个世纪，在工艺上大多只有渐进的改进。
电解制氢核心的挑战是降低电解槽内的电阻。就像智能手机电池充电时发热一样，电阻在普通电池中会浪费能量，而且经常需要额外的能量来冷却。
图说：电解槽工作示意图。
来源：Hysata
Swiegers说：“其他所有人都在考虑改进材料或现有的设计，我们所做的不同之处是完全重新开始，并从一个非常高的水平来思考这个问题。”
在两名博士研究人员——Aaron Hodges和Anh Linh Hoang的帮助下，这个小团队使用现成的材料开发了一种薄薄的海绵状薄膜，以吸收两个电极之间的水，同时，避免产生气泡也是关键。
保罗·巴雷特说：“吸湿膜和无泡操作的结合，导致了固有的低阻力。”每公斤的氢气可以用41.5千瓦时的电力来生产。对于氢气生产商来说，这将大大降低生产绿氢的资本和运营成本，所达到的效率水平目前是世界上最好的。
02
正准备商业化生产
其实，这项研究几年前就开始了。2019年的时候，就提出了一个概念。后来，在各路资金的加持下，这项研究进展迅速。
首先是从总部位于英国的IP Group获得425万美元，后来又从澳大利亚清洁能源金融公司(Clean Energy Finance Corp)获得75万美元。后者是代表联邦政府的投资，以支持电解槽生产技术的商业化，并降低氢气生产成本。
Hysata的目标是将卧龙岗大学的技术商业化。该公司目前正寻求在2023年底之前开始一个电解板的试点制造基地，每个电解板的直径为250毫米。
“我们希望帮助澳大利亚建立核心电解槽技术，”巴雷特说，该计划将是建立一个每年生产1千兆瓦电解槽的工厂。随着生产技术的掌握，澳大利亚其他地方的类似规模的工厂也将陆续建成。
巴雷特表示，Hysata正在招聘更多员工，以增加其20多人的团队，并计划在2022年下半年宣布筹款。
这关系到一个潜在价值数万亿美元的行业。根据澳大利亚政府2019年发布的国家氢能战略，在“谨慎乐观的情景”下，到2050年，澳大利亚氢能行业可能创造约7600个就业岗位，每年增加约110亿美元的GDP。如果市场发展更快，每年将再创造1万个就业岗位和260亿美元GDP。
澳大利亚能源和减排部长安格斯-泰勒表示：澳大利亚的清洁氢气产业正在继续获得发展势头。莫里森政府有一个愿景，即到2030年澳大利亚将成为全球氢能的主要参与者。工业界在帮助我们实现这一目标方面可发挥关键作用，这就是为什么我们支持研究和开发这样的创新项目。
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参考资料：
[1]https://www.afr.com/companies/energy/hydrogen-under-2-in-reach-as-hysata-develops-revolutionary-process-20220315-p5a4te
[2]https://www.theguardian.com/australia-news/2022/mar/16/australian-researchers-claim-giant-leap-in-technology-to-produce-affordable-renewable-hydrogen
[3]https://www.manmonthly.com.au/news/hysata-commerciaise-uow-electrolyser-hydrogen-production/
END
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