- SunHydrogen 的模組在測試中達到超過 10% 的太陽能轉氫效率。
- 該技術合作協議為期 24 個月，將進行進一步測試。
- SunHydrogen 的模組直接利用陽光驅動氫氣生產，無需獨立發電。
- 耐用性是直接光電化學氫氣系統的一個重要挑戰。
SunHydrogen 宣佈，其氫氣生產模組在與澳洲公司 Sparc Hydrogen 的測試中，已超過 10% 的太陽能轉氫效率，為該技術邁向試點規模示範開闢了新的路徑。雙方現已簽署為期 24 個月的技術合作協議，測試 SunHydrogen 的模組能否整合進入 Sparc Hydrogen 的集中陽光反應器中。下一階段將逐步增加照射到模組的陽光強度，然後在位於南澳洲 Roseworthy 的 Sparc Hydrogen SHARP 試點設施進行户外測試。
這裡的重要數字是太陽能轉氫（STH）效率，它衡量進入的太陽能中最終轉化為氫氣儲存的化學能的比例。換句話説，10% 的 STH 系統將其接收到的陽光的 10% 轉換為氫能。這是一個有意義的研究里程碑，但並非世界紀錄。美國國家可再生能源實驗室（NREL）在 2017 年報告了一個 16.2% 的 STH 效率，針對一個光電化學系統，NREL 也曾警告太陽能-氫氣的測量在不同實驗室之間可能會因缺乏嚴格的標準化測試而大幅變化。
SunHydrogen 的創新技術
技術如何生產氫氣 從傳統的綠色氫氣系統來看，通常使用可再生能源發電來驅動電解槽，將水分解為氫氣和氧氣。而 SunHydrogen 正在開發一種不同的方法。其模組直接利用陽光驅動氫氣生產，通過光電化學與集成光伏-電解成分的結合。這一設計不需先在獨立的太陽能發電廠產生電力，再發送至電解槽，而是旨在整合太陽能轉換與水分解過程。Sparc Hydrogen 則採用另一種直接的太陽能路徑：光催化水分解。
其反應器將陽光集中於光催化劑材料上，推動化學反應以生產氫氣。該公司成立於阿德萊德大學化學教授 Greg Metha 的研究基礎上，其團隊在 2021 年展示了集中陽光氫氣生產的技術。 結合這些技術的吸引力相當明顯：如果 SunHydrogen 的模組能在集中陽光下高效運作，則有可能從 Sparc 的反應器架構所設計利用的高太陽輻射中獲益。測試已經提供了一個令人鼓舞的結果。
耐用性對商業化的重要性
根據 SunHydrogen 的説法，其模組在陽光集中時產生了更多氫氣，這表明增加的陽光強度可以提高產量，而不僅是將系統推向其有效運作範圍之外。接下來的真正考驗是，雙方將在實驗室測試期間提高濃度水平，然後可能轉至 SHARP 的户外運作。該工作的結果將用於共同資助的技術經濟評估，檢視生產一公斤氫氣的平準成本。這一經濟問題或許最終比 10% 的效率數字更為重要。
高效率可以減少生產特定氫氣所需的設備和土地，但商業系統還需面對材料成本、催化劑、光學系統、熱管理、維護，以及至關重要的耐用性。 耐用性對於直接光電化學氫氣系統來説尤其是一項重要挑戰。NREL 曾指出，半導體材料在接觸水性電解質時可能會降解，使得即使在實驗室效率高的情況下，長時間運行的壽命也難以實現。因此，SunHydrogen 與 Sparc Hydrogen 仍需證明在測試中觀察到的效率能夠在由集中陽光驅動的較大系統中生存下來。
如果雙方合作達到其里程碑，Sparc Hydrogen 將擁有 18 個月的選擇權來協商長期供應協議或 SunHydrogen 模組的製造許可。
SunHydrogen 模組的潛在影響
SunHydrogen 的技術突破可能會改變氫氣生產的方式，透過直接利用陽光來提高效率，這對於可再生能源的應用具有重要意義。儘管目前的效率還未達到世界紀錄，但這一進展顯示出在氫氣生產領域的潛力。耐用性問題仍需解決，這影響著長期運行的可行性。若能克服這些挑戰，該技術可能會推動氫能的商業化，促進可持續能源的發展。