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通過風能和太陽能等可再生能源電解水制氫被稱為綠氫。綠氫是一種優(yōu)良的能源，因為它取之不盡、無污染、無排放。
氫能在工業(yè)、交通、發(fā)電、儲能等領域都有很好的用途。隨著各國承諾到2050年左右實現(xiàn)凈零排放目標，他們都在努力尋找化石燃料的替代品，因此全球?qū)淠艿呐d趣顯著增加。許多國家制定了開發(fā)制氫技術、降低成本、擴大應用規(guī)模的“氫能戰(zhàn)略”。
但電解水制氫的一個痛點是耗電量大、價格高。電力成本約占制氫成本的80%。為了降低制氫成本，要么尋找便宜的電力，要么改進技術，提高電解效率。
澳大利亞臥龍崗大學的研究人員最近聲稱，它在提高電解槽效率方面取得了巨大的飛躍，并提前將綠氫作為能源與化石燃料競爭的時間。
Hysata是一家利用臥龍崗大學開發(fā)技術的公司。該公司表示，其專利毛細管供電電解槽的效率已達95%。這意味著幾乎沒有浪費，比目前的技術水平高出四分之一左右。
Hysata首席執(zhí)行官保羅·巴雷特表示，這一成就最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上。該技術有望在2025年之前實現(xiàn)澳大利亞政府提出的“每公斤氫氣降至2美元”的目標，使這種燃料具有競爭力。
巴雷特說：“我們的效率已經(jīng)從75%提高到95%，這對電解行業(yè)來說確實是一個巨大的飛躍?！?/span>
關鍵是降低電解槽的電阻
如果臥龍崗大學的這項技術能將每公斤的制氫成本降低到2美元，當然很有競爭力。
根據(jù)彭博新能源財經(jīng)提供的數(shù)據(jù)，由于烏克蘭危機，天然氣價格飆升。在歐洲、中東和非洲，用天然氣等化石燃料生產(chǎn)的灰氫的平準成本達到6.71美元/公斤。
相對而言，綠氫最近的成本優(yōu)于灰氫。在這些地區(qū)，綠氫的成本是4.84-6.68美元/公斤。同樣，我國綠氫成本已降至3.22美元/公斤（使用中國電解槽），灰氫成本為5.28美元/公斤。
Hysata的首席技術官、臥龍崗大學教授Gerry Swiegers說，電解法——用電將水分解成氫和氧——已經(jīng)存在了兩個世紀，其中大部分只是技術上的逐步改進。
電解制氫的核心挑戰(zhàn)是降低電解槽中的電阻。就像智能手機電池充電時發(fā)熱一樣，電阻在普通電池中會浪費能量，往往需要額外的能量來冷卻。
Swiegers表示：“其他人都在考慮改進材料或現(xiàn)有設計，我們所做的不同之處在于完全重新開始，并從一個非常高的水平思考這個問題?！?/span>
在兩位博士研究人員的幫助下，小團隊利用現(xiàn)成的材料開發(fā)了一種薄薄的海綿狀薄膜，以吸收兩個電極之間的水。同時，避免產(chǎn)生氣泡也是關鍵。
保羅·巴雷特說：“吸濕膜和無泡操作的結合導致了固有的低阻力?！泵抗餁錃饪梢杂?1.5千瓦時的電力生產(chǎn)。對于氫氣制造商來說，這將大大降低綠氫生產(chǎn)的資本和運營成本，目前效率水平是世界上最好的。
正準備商業(yè)化生產(chǎn)
事實上，這項研究幾年前就開始了。2019年，提出了一個概念。后來，在各種資金的支持下，研究進展迅速。
首先，從總部設在英國的IP Group獲得$425萬，然后從澳大利亞清潔能源金融公司獲得$75萬。后者代表聯(lián)邦政府投資支持電解槽生產(chǎn)技術的商業(yè)化，降低氫氣生產(chǎn)成本。
Hysata的目標是將臥龍崗大學的技術商業(yè)化。公司目前正在尋求在2023年底前開設電解板試點制造基地，每個電解板直徑250毫米。
巴雷特說：“我們希望幫助澳大利亞建立核心電解槽技術，”該計劃將建立一個每年生產(chǎn)1千兆瓦電解槽的工廠。隨著生產(chǎn)技術的掌握，澳大利亞其他地方的類似規(guī)模的工廠也將建成。
巴雷特表示，Hysata正在招聘更多的員工來增加其20多人的團隊，并計劃在2022年下半年宣布籌款。
這與一個潛在價值數(shù)萬億美元的行業(yè)有關。根據(jù)澳大利亞政府2019年發(fā)布的國家氫能戰(zhàn)略，到2050年，澳大利亞氫能產(chǎn)業(yè)可能創(chuàng)造約7600個就業(yè)崗位，每年增加約110億美元的GDP。如果市場發(fā)展得更快，每年將創(chuàng)造1萬個就業(yè)崗位和260億美元的GDP。
澳大利亞能源和減排部長安格斯·泰勒說：澳大利亞的清潔氫產(chǎn)業(yè)正在繼續(xù)獲得發(fā)展勢頭。莫里森政府有一個愿景，即到2030年，澳大利亞將成為全球氫能的主要參與者。工業(yè)界可以在幫助我們實現(xiàn)這一目標方面發(fā)揮關鍵作用，這就是為什么我們支持研究和開發(fā)這樣的創(chuàng)新項目。
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