无碳绿氢制取，7名本科生的“双碳”探索

科技日报记者 陈曦 通讯员 张馨月 武幸童

创新性地将发电装置和电解装置集成优化，实现能量的梯级利用，不仅极大提高了制氢效率，还能实现全过程无碳的绿氢制取。天津大学7名本科生组成的“日丽丰氢”团队发明了“基于光伏和PEMEC的制氢装置”在8月底结束的第十四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛中获得特等奖。

（受访者供图）

重塑能源体系、技术加持能源结构转型，对于响应国家碳达峰、碳中和的目标具有重要意义，氢能产业也被写入国家十四五规划。

但目前化石燃料制氢的方法碳排严重，而有潜力取代当前方法的太阳能电解水制氢技术也效率偏低。

“现有的新兴太阳能电解制氢方法基本都是利用光伏阵列发电后，再将电能配送给电解槽电解制氢，光伏发电装置和电解制氢装置是分离的，这使得大量的光热被流失浪费，成本较高且制氢效率低。”“日丽丰氢”团队队长苏上淳解释说。

团队针对这一关键点，做出了将发电装置和电解装置相集成的优化，利用到全光谱的太阳能，光伏用于电解之外，还将余热导入电解池，使池水升温，再通过温差发电片二次发电，实现能量的梯级利用。与此同时，电解后的热水还可以回收利用。这提高了能源的综合利用效率，系统极具实效性和新颖性。

“如果将成果利用到光伏发电产业中，还可以发挥储能作用，降低弃光率。副产物有高纯度的氧气、热水，可以被运用到制造业、加工业和燃料产业等。”谈到应用前景，苏上淳表示，该项技术适用于加氢站、停车场等多种场景。目前该作品正在申请专利。

据悉，全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛以“节能减排、绿色能源”为主题，是促进高校创新创业人才培养的重要平台。团队成员包括苏上淳、黄致新、陈可意、纵然、欧文楠、钟雨钊、张家麒7位本科生同学，分别来自天津大学机械学院、材料学院、化工学院。