利用阳光生产氢气 新型水凝胶为绿氢工业提供新思路
绿氢泛指利用可再生能源(如风能、水能、太阳能等)分解水得到的氢气，由于这种能源从生产到使用，过程中不产生二氧化碳，从源头上实现了二氧化碳的零排放，因此被认为是最具发展潜力的清洁能源之一。 然而，在发展过程中，许多问题也随之而来。 一方面，相较于煤制氢和天然气制氢，可再生能源制氢成本高、难度大；另一方面，氢气本身属于“危险化学品”，审批流程繁琐、安全标准严格等问题也限制了绿氢基础设施的建设和运营，以及氢气运输产业链的完善。此外，大规模绿氢项目生产的绿氢绝大部分用于化工生产，但风光发电的波动性难以匹配电解槽高效连续运行的需求，这也成为了绿氢在技术层面面临的挑战。 而就在最近，日本先进科学技术研究所(JAIST)和东京大学科学家携手，研制出一种新型水凝胶。这种水凝胶能够以模拟自然界的光合作用的方式，实现分解水的工作，从而实现绿色制氢、制氧。这种材料或许能够为“绿氢”工业发展提供新的思路。 水凝胶是一种极具亲水性的三维网状凝胶，能吸收并保有大量的水并且对外界刺激有一定的响应性，能够引起其物理化学特性的改变。此次研究团队研制的新型水凝胶中充满钌络合物和铂纳米粒子等功能分子，这些分子共同模拟光合作用。 值得一提的是，由于水凝胶的关键部分是聚合物网络，这种结构不但有利于控制电子转移，还能避免分子“扎堆”问题的出现，因此不但可以实现稳定的“光电转化”，能量转换效率也非常可观。 据悉，团队下一步计划尝试扩大这种水凝胶生产规模，相信随着这种材料的工艺及相关技术不断发展，绿氢产业将会一定程度上受到影响，收获积极的市场。当然，长期来看，这背后依旧需要政府、企业和科研机构等多方面的共同努力和支持。
