澳洲首个光催化制氢中试工厂投入使用

近日，澳大利亚 Sparc Hydrogen 公司在阿德莱德大学罗斯沃西校区正式启动一座独特绿色制氢中试工厂。

这座工厂究竟有何独特之处，能在众多制氢项目中脱颖而出？

答案就在于其采用的专利技术——光催化水分解（PWS）。该技术打破了传统制氢模式，无需依赖电力或电解过程，仅仅借助阳光与水，就能实现氢气的转化生产，堪称彻底改写了制氢领域的游戏规则。

这座名为 Sparc Hydrogen Aurora 可再生能源中试（SHARP）的中试工厂，展示了工业规模下 PWS 技术的实际运行场景。它直接利用太阳能，借助专门设计的催化剂材料，将水分子分解为氢气和氧气。

工厂装置的核心部分，是一套由欧洲设计的定制线性菲涅尔太阳能场，它如同一个精准的 “聚光高手”，把阳光聚焦到装有光催化剂的反应堆上。光催化剂，由格雷格・梅萨教授及其研究团队研发而成。

通常我们了解的传统的绿色氢能系统在成本构成上，可再生能源占据了高达 70% 的比例。

而 SHARP 系统通过直接吸收阳光，巧妙绕过了这一成本难题，展现出了显著的成本优势与更高的效率。据计划，该系统将于今年 7 月全面投入运行。

这一项目的落地，时机可谓恰到好处。

就在今年早些时候，南澳大利亚州备受瞩目的怀阿拉氢能中心项目宣告失败。这个曾耗资 6 亿美元的项目，因成本超支和供应瓶颈等问题最终夭折，也让外界对澳大利亚拓展氢能基础设施建设的能力产生了深深的质疑。与

现在，SHARP 系统带来了全新的思路，或许可以证明创新或许正是氢能行业实现复苏的关键力量。

SHARP 项目由 Sparc Hydrogen Pty Ltd 旗下的合资企业推动，该合资企业汇聚了三方主要参与者：

Sparc Technologies Ltd，这是一家在澳大利亚证券交易所上市的清洁技术公司，凭借在先进材料和石墨烯基创新领域的出色表现而闻名；

福德士河Fortescue Ltd，作为澳大利亚的矿业巨头，在 Andrew “Twiggy” Forrest 博士的带领下，正积极进军可持续能源领域；

还有阿德莱德大学，作为 PWS 技术的诞生地。

PWS 技术的特别之处显而易见。传统绿色氢能生产，需要消耗大量可再生电力来驱动昂贵的电解槽，而 PWS 技术彻底颠覆了这一模式。它仅仅依靠阳光和智能材料，就能激发化学反应。

这使得 PWS 技术具备诸多显著优势：无需依赖电力市场，大幅降低了制氢成本；减少了对电网基础设施的依赖，简化了供电流程；其紧凑的占地面积，使其能够在更偏远的地区灵活设置，还可以在离网工业区或出口港口附近实现模块化安装。

此次 SHARP 中试工厂的发布，在澳大利亚本土引发强烈关注，更吸引了包括日本信州大学研究人员在内的众多业内人士到场。

当然，作为融入新科学技术的试点项目，SHARP 也面临着诸多挑战与风险。

项目团队需要解决系统效率提升、光催化剂寿命延长以及天气因素对日产氢量影响等问题。

未来几个月，将决定该项目是能树立新的行业标杆，还是仅仅是一项实验，但可以肯定的是，全世界都在密切关注着它的发展。

目前，光催化制氢（直接法）一般指通过光催化剂，如 TiO₂、CdS、钙钛矿等，直接吸收光能，驱动水的氧化还原反应，从而生成氢气和氧气。

例如，中科院金属所钪掺杂 TiO₂技术：通过稀土钪掺杂对二氧化钛进行改造，紫外光量子效率达到 30%，产氢效率提升 15 倍，1 平方米催化板日产能可达 10 升氢。

中国在光催化制氢领域已构建起多技术路线并行的产业化布局。

攀枝花光解制氢示范城：采用中科院过程工程所研发的 “多面体钛酸锶聚光量子制氢氧电热一体化技术”，首期年产量达 200 吨氢气，综合成本相比电解水降低 40%，还首创了 “光 — 氢 — 热” 联产模式。并且计划在 3 年内将产能扩大至年产 1.2 万吨绿氢，生产 1 公斤氢仅需耗水 9 升，节水率高达 65%。