荷蘭研發光電電解電池與光伏電解   最具有潛力的太陽能輔助技術

2020-08-28 鋰電在線

導讀：荷蘭研究人員分析了兩種最有前途的太陽能輔助技術來生產綠色氫氣，基於氫氣的平均成本。他們發現，光伏發電制氫的成本最低，為每公斤6.22美元，太陽能與氫氣的效率比為10.9%。

荷蘭烏得勒支大學的一個研究小組比較了兩種最有前途的太陽能輔助制氫技術:直接將太陽輻射轉化為氫氣的光電化學(PEC)系統和離網的光伏供電的電解器(PV-E)。

他們在《國際氫能雜誌》上發表了他們的研究報告可再生氫生產光電電池和光電電解的技術經濟比較。他們的結論是光電化學相對於電解器的潛在技術經濟利益是不確定的和有限的。

科學家們通過考慮標準的電解器設計和未來大規模應用的預期的光電化學設計，計算了兩種技術的氫(LCOH)的水平成本。

研究人員說:「儘管在過去幾年對光電化學技術進行了密集和有前途的研究，但目前還沒有一種系統可以投入商用。本論文將分析光電化學設備是否以及在什麼條件下能夠通過光伏電解太陽能制氫。」

該集團根據投資費用、收入和工廠整個生命周期的成本，貼現到參考日期，計算出技術的最低成本。兩個系統的生產速度定為每天10噸，而制氫的時間框架為20年。

他們在加利福尼亞州的達格特進行了演示，因為那裡的日輻照度為每平方米6.19千瓦時。安裝費用假定為兩個系統的資本成本的20%。

學者們說：「電解器系統的安裝需要更多的電纜和電解槽的安裝。另一方面，光電化學系統需要更多的管道，此外還要安裝壓縮機。」

電解器系統的設計目的是通過優化光伏發電機組的規模和電解槽的規模來平衡電解槽的高成本。所演示的電解槽總效率為10.9%。

對於光電化學系統，研究人員選擇了效率為10%的非集中面板。它基於單液-固結設計，將光電極的一側浸入電解液中。研究人員說:「太陽能電池板的一部分必須承受電化學反應和腐蝕，而另一部分必須與環境空氣接觸。」

研究人員表明，電解器系統可以實現每公斤6.22美元的LCOH。他們的結論是，由於規模經濟，未來電解槽的系統平衡(BoS)成本可能會再次下降。

研究人員表示：「電解槽的成本比光伏系統的成本要高，如果不優化這兩種植物成分的規模，這個差距會更大。」

研究人員還表示，如果BoS成本和光伏組件價格再下降50%，未來LCOH可以達到3.76美元/公斤。光電化學系統的LCOH比光電化學系統高2美元，為8.43美元/公斤，而光電化學模塊幾乎佔整個系統成本的一半。

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