引言：西班牙兩家能源巨頭，油企Repsol和Enagás正計(jì)劃于2024年在Repsol位于Puertollano的一處工業(yè)綜合體中，建造一個(gè)基于光電催化的電解槽。該設(shè)施將直接接收太陽(yáng)輻射，并通過(guò)一種光敏材料產(chǎn)生電荷，使水分子分離成氫和氧。
在近十年的研究工作后，來(lái)自西班牙的兩大能源企業(yè)Repsol和Enagás的一個(gè)研究小組成功開發(fā)出一項(xiàng)開創(chuàng)性的技術(shù)，在被稱為“光電催化”的過(guò)程中直接利用太陽(yáng)能來(lái)生產(chǎn)可再生氫氣。
這個(gè)企業(yè)聯(lián)盟于2020年11月推出了首個(gè)尺寸不到1平方厘米的光電化學(xué)電池的概念驗(yàn)證，現(xiàn)在已在Repsol位于Móstoles的技術(shù)實(shí)驗(yàn)室布置起一個(gè)1平方米的試點(diǎn)設(shè)施。這家石油公司在一份聲明中說(shuō)，下一步將是在Repsol位于西班牙中部Puertollano的工業(yè)園區(qū)內(nèi)建起一座示范工廠，以求在2030年前達(dá)到商業(yè)成熟度。
兩家公司已經(jīng)組建起一家合資企業(yè)，意在招徠其他更多的投資伙伴參與這個(gè)項(xiàng)目。
Repsol技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究員，也是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一的Ana Martínez強(qiáng)調(diào)了氫作為一種關(guān)鍵能源載體在脫碳過(guò)程中所發(fā)揮的作用。她表示，“它一方面可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模儲(chǔ)存，另一方面，將氫氣作為燃料可用于如交通、住宅和工業(yè)領(lǐng)域等眾多不同的部門，并且可以作為工業(yè)的原材料。”她指出，電解技術(shù)的難題在于目前還沒(méi)有達(dá)到足夠的競(jìng)爭(zhēng)力水平。
這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)100%的西班牙研發(fā)項(xiàng)目，并由女性科研人員領(lǐng)導(dǎo)，與本國(guó)數(shù)個(gè)最負(fù)盛名的氫氣研究中心合作進(jìn)行。
這項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)化了與電解有關(guān)的制氫工藝。電解是目前最廣泛使用的可再生氫氣生產(chǎn)技術(shù)，人們將可再生電力輸送到電解槽，將那里將水分子分解為氫和氧。然而光電催化技術(shù)能將這一工藝整合為一個(gè)步驟。Repsol的研究員María Dolores Hernández解釋說(shuō)，“我們的設(shè)備直接接收太陽(yáng)輻射，并通過(guò)一種光敏材料產(chǎn)生電荷，從而觸發(fā)分子的分解。”
這種替代方法避免了與電力運(yùn)輸和轉(zhuǎn)換有關(guān)的損失，這意味著光電催化技術(shù)能提高太陽(yáng)能制氫的效率。而在基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備方面的簡(jiǎn)化也將降低這項(xiàng)技術(shù)所需的資金投入，因?yàn)樗�有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)——不依賴電價(jià)。Hernández繼續(xù)說(shuō)，“我們的項(xiàng)目路線圖旨在到2030年，讓這種技術(shù)所產(chǎn)的氫氣能在成本上，與靠傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的天然氣以及通過(guò)電解方法獲得的氫氣相競(jìng)爭(zhēng)。”
加泰羅尼亞能源研究所（Energy Research Institute of Catalonia）、阿利坎特大學(xué)電化學(xué)研究所（Institute of Electrochemistry of the University of Alicante）、Hydrogen Foundation of Aragon和工程企業(yè)Magrana都參與了該項(xiàng)目。Enagás的研究員Mónica Sánchez指出，“包括技術(shù)團(tuán)隊(duì)和商業(yè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)在內(nèi)，這個(gè)計(jì)劃的牽頭人都是女性。從這個(gè)意義上說(shuō)，項(xiàng)目體現(xiàn)出促進(jìn)女性研究人員發(fā)展的承諾，因而可以作為近年來(lái)女性在商業(yè)領(lǐng)域內(nèi)大型技術(shù)項(xiàng)目中角色發(fā)生變化的一個(gè)范例。”
現(xiàn)在他們已為這種技術(shù)確定出后續(xù)兩個(gè)擴(kuò)展階段，以便讓計(jì)劃達(dá)到工業(yè)和經(jīng)濟(jì)成熟度：下一步是在2024年在Puertollano啟動(dòng)一個(gè)示范項(xiàng)目，面積接近半公頃，每天可生產(chǎn)100公斤可再生氫；最后一個(gè)階段是計(jì)劃于2028年在Puertollano建立一個(gè)已進(jìn)入工業(yè)階段的生產(chǎn)設(shè)施，面積約為60公頃，計(jì)劃日產(chǎn)量為10噸。
這兩家公司都在將可再生氫能納入其各自的業(yè)務(wù)，Repsol會(huì)把氫能應(yīng)用于自己的工業(yè)煉油和化學(xué)流程。
Repsol和Enagás兩家公司迄今已為項(xiàng)目開發(fā)投入800萬(wàn)歐元，擁有這項(xiàng)技術(shù)的專利權(quán)，并已在全球30多個(gè)國(guó)家申請(qǐng)了65項(xiàng)專利。
