外媒关注太阳能制氢，数天后仍可按需制取

研究人员储存太阳能——数天后按需制取氢气

多家海外行业网站持续关注太阳能制氢。

新型聚合物能把太阳能存起来，放几天都不跑，用的时候再造氢气，效率最高能到72%——黑灯瞎火也没问题。

绿色氢气现在被寄予厚望：让高炉不再烧煤、推动钢铁厂转型、帮重工业摆脱化石能源。

但问题是，造氢气得靠太阳晒或者风吹，老天不配合就没辙。这也是新能源的老毛病了——发电时多时少，可工厂要用电，一刻都不能断。

最近有一项新研究，描述了一种可能真能解决这个问题的材料：先把太阳能"存"进去，什么时候需要，什么时候再变成氢气。

这套系统最妙的地方在于，晒太阳和造氢气这两件事可以分开来做。不是直接把氢气存起来，而是用一种特殊聚合物把阳光里的电子"抓住"，关几天都跑不掉。

等到需要的时候，加点酸和催化剂，氢气就出来了——不需要光，黑暗中照样能用。

聚合物怎么存太阳能，又怎么吐出氢气

这个材料是乌尔姆和耶拿两所大学的研究人员一起捣鼓出来的。简单说，它是一种能溶于水的共聚物，里面有叫"紫精"的化学结构。

这东西的特点是能接住电子，还能稳稳地攥着不放。有阳光的时候，再加上一个叫钌配合物的光敏剂帮忙，聚合物就开始充电了。

大概晒两个小时，充电量能达到82%左右——也就是说，五分之四以上的存储位都塞满了电子。乌尔姆大学的劳教授给了个挺形象的比喻："可以把它想成分子级别的太阳能电池加电池的组合。"

耶拿弗里德里希·席勒大学的舒伯特教授接着说："需要用的时候，再把存着的电子调出来，以氢气的形式把能量取走。"

存三天都不怎么掉电，效率还挺高

存进去的电子不是撑个把小时就溜了。实验里，只要溶液里没混进氧气，24小时、甚至72小时后，充电状态基本没什么变化。同类型但没有聚合物"兜底"的分子就差远了，18小时能跑掉40%的电荷。

存储密度也比同类方案强不少。这种聚合物每克能存大约101库仑的电量。其他方案里常见的金属有机骨架材料（MOF）大概只有每克15库仑——前者是后者的六倍多。

需要的时候再造氢，不用光也行

真正的亮点在放电这一步。氢气不是吸收阳光时就造出来，而是等你发出指令才生成。把溶液酸化到pH值2，再加入合适的催化剂，之前存着的电子就跟质子结合，氢气就冒出来了。

效果最好的是加入微小的铂颗粒，约72%的储存能量能转化为氢气。换成铑催化剂大概能到54%，其他方案更弱一些。没有催化剂，或者不加酸，压根检测不到氢气。

切换一下酸碱度，系统可以反复用

造完氢之后系统不算废了，把酸性溶液中和一下，聚合物就能重新充电，再来一轮。这个酸碱切换就相当于一个开关，可以反复开合。

当然有损耗。第一次充电能存71%，第二次67%，跑了四轮之后还能维持68%，材料本身算是挺耐用的。

制氢效率掉得稍微快一点——用铂催化剂的情况下，第四轮只能把储存能量的32%转化成氢气，和第一轮比缩水了不少。

对工业有什么用？

钢铁、化工、炼油这些行业，设备一刻不停地转，对氢气的需求也是连续不断的，不可能说"今天风小就停产"。

现在氢气要么现造现用，要么靠复杂的储存设备，都挺麻烦。如果聚合物储能这条路走通了，生产计划就能灵活很多，不再完全被天气牵着鼻子走。

不过现在还在实验室阶段，距离工业落地还有不少门槛。溶液里不能有氧气，释放氢气需要强酸环境，用的钌配合物和三乙胺在大规模应用里也比较难操作。

接下来还得找更皮实的材料，把条件简化，才有可能真正派上用场。

简单说：

• 乌尔姆和耶拿的研究团队造了一种聚合物，能以82%的效率把阳光转成存储电子，放三天基本不掉电，储能密度达每克101库仑。
• 不需要光也能造氢：加酸、加铂催化剂，最多72%的存储能量能变成氢气。
• 系统可以反复充放电，四轮后充电状态还有68%；但制氢效率下降得比较明显，目前仍是实验室成果，还没到能商用的程度。

信息来源：fr.de