新突破！聚光太阳能电池+电解槽耦合高效制绿氢

聚光光伏驱动电解槽的原理示意图（左）与实物验证照片（右）

通过聚光太阳能电池与电解槽直接耦合高效制备太阳能氢气

电解水制氢需要消耗能量，理想情况下这些能量应来自可再生能源。

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）的科学家开发出一种光伏/电解一体化组件，可直接利用太阳能高效制氢。其原理是借助多结太阳能电池产生的高光电压来分解水分子，太阳能电池与电解槽在电气和热量上紧密相连。研究团队在户外测试中，该示范装置将最高31.3%的太阳能转化为氢气的化学能（以高热值计）。

"我们开发的光伏/电解组件采用的是聚光光伏技术。"项目负责人胡安·弗朗西斯科·马丁内斯·桑切斯博士介绍道。"菲涅耳透镜阵列将直射阳光聚焦到高效Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池上，在本应用场景中，这些电池的开路电压超过4伏。

"Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池是目前全球效率最高的太阳能电池，经过多年验证，长期稳定性良好。目前它们主要用于航天领域，但在聚光太阳能组件中同样可以实现经济高效的地面发电。

"制氢方面，我们将这些太阳能电池直接与两节串联的PEM电解槽的阴极和阳极相连，从而实现了两者电气特性的完美匹配。"弗劳恩霍夫ISE膜电解部门负责人汤姆·斯莫林卡博士补充道。

太阳能电池产生的电力直接用于制氢，中间没有任何转换环节，因此也没有额外损耗。在现场测试中，这款新示范组件的透镜面积为64平方厘米，最高可将31.3%的太阳能转化为氢气化学能（以高热值计）。

"我们创下的新纪录表明，直接利用阳光制氢完全可以做到非常高效。"弗劳恩霍夫ISE三五族光伏与聚光技术部门负责人弗兰克·迪姆罗特博士表示，"目前这项技术仍处于早期开发阶段，要实现具有竞争力的商业化系统，还需要多长时间，现在很难判断。为了推进这一概念的进一步开发，我们正在为计划中的衍生公司 Clearsun Energy 寻求投资者。"

信息来源：fraunhofer