日本：有望实现低成本制氢可再生能源成效显著

2020-01-07来源：科技日报作者：陈超

2019年，日本物质材料研究机构（NIMS）与东京大学和广岛大学合作，对光伏发电和蓄电池的制氢系统进行了技术经济效益评估，确认了具备国际价格竞争力的低成本制氢所需的技术水平，在使可再生能源成为主力电源的技术开发中，此次的成果可作为重要指南。研究小组设计了根据光伏发电量，调整蓄电池的充放电量和水电解制氢量的综合系统，评估了其技术经济效益，通过综合考虑将来的技术改良，并全面调查蓄电池和水电解装置的容量等，确定了低成本制氢所需的技术水平。通过开发2030年前后完全可能研制出实用化的、放电较慢但成本低廉的蓄电池，日本有望实现每立方米为17—27日元（约1.04—1.64元人民币）的制氢成本。

日本九州市立大学的研究小组开发出温室环境下利用低能量可见光，只需一个步骤即可实现从甲烷（CH4）转换为乙烷（C2H6）和氢气（H2）的新型光电化学反应过程。通过施加电场，光激发电子和空穴的再结合被抑制，与传统的光催化反应方法相比，量子效率大幅度提高，首次实现了室温下使用可见光能源制造氢气。

日本中部大学开发出了用于固体氧化物型燃料电池（SOFC）电极的新型空气极材料，SOFC作为家用燃料电池系统“ENE-FARM”正逐渐普及，工作温度约为750℃。随着工作温度降低，启动性也得到提高，所以移动体也可以使用，可考虑应用于飞机的辅助电源（APU）和EV的增程发动机。

日本的新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与东京大学和信州大学等合作，首次开发出了利用可见光将水分解成氢气和氧气的酸性硫化物光催化剂。此次开发的催化剂为微颗粒状将来制作大面积光催化剂片材时，方便应用喷涂法等简单工艺。如果能将酸性硫化物半导体材料作为光催化剂用于水分解反应，就有望实现低成本的制氢工艺。