中美丨光解水制氫先行者HyperSolar與西安交通大學同步挺進商業化階段
來源：拉瓦錫1787 2019-12-24
作為當前能源界的風口，氫備受重視也飽受爭議。樂觀者看到氫作為能源互聯互通媒介有望實現能源系統的整體效率提升，悲觀者則糾結單個制氫環節的多重能源轉換導致的過程效率損失。近年來，美歐中日韓持續推動光解水制氫的技術研發，HyperSolar和西安交通大學作為先行者，已走出實驗室開展商業化探索。
太陽能制氫技術因其低碳且成本下降空間巨大而深受矚目，尤其是光解技術越過常用電氫轉換使氫氣制備進一步脫離對二次能源的依賴。常用的太陽能制氫技術主要有：電解、熱解和光解。光解又分為光化學分解、光電化學電池分解以及生物光合作用等。我國西安交通大學郭烈錦院士團隊多年來一直致力于“太陽能光催化多相連續流制氫”研究，成果豐碩。
美國HyperSolar正在開發一種具有成本效益和變革性的光解制氫系統。該系統試圖通過光吸收材料、催化劑和系統工程的創新以解決現有PEC技術對耐久性的限制，進而提升氫氣生產效率并降低系統成本。
納米顆粒構造為具有催化劑的自主納米太陽能電池，可將水分解為氧氣和氫氣。每個粒子都是一個完整的制氫單元，數十億個納米太陽能電池以陣列的形式封裝在單位平方厘米的保護層內，極大增加了納米粒子的光電壓，從而提高了太陽能到氫的轉換效率。結構化的納米尺寸設計同時使得系統材料和制造成本大大降低。
2019年5月，HyperSolar宣布其太陽能制氫原型裝置已創造1,000小時連續生產記錄。在加州等陽光充足的區域，太陽能氫裝置在1,000個小時以上的穩定性意味著6個月的使用壽命，或平均1年的使用壽命。盡管其專利的納米粒子（Gen 2）技術仍在開發中，但公司認為，可以利用其專有的穩定涂層和催化劑以及封裝在帶有水的面板——“制氫面板”中來實現其完全可再生制氫系統的量產。
設計的第一代中試工廠位于大型配送中心附近，現場制取的氫氣供應燃料電池叉車和物料搬運設備以部分替代來自天然氣重整的氫氣。公司預計中試工廠將于2020年上半年完成建設。
早在兩年前，HyperSolar已將其核心技術申請了美國、歐洲、澳大利亞和中國的專利保護，該專利由HyperSolar和加利福尼亞大學共同擁有。與此同時，公司還以HYSR登陸場外交易市場開展資本運作——典型的硅谷模式。2019年9月，西安交通大公告擬對“直接太陽能光催化制氫相關技術”科技成果進行轉化，郭烈錦院士團隊7項專利作價4,750萬元轉讓給西安瀚海氫能源科技有限公司——標準的產學研流程。兩個團隊在氫能領域為我們呈現了兩國技術孵化模式的近距離比較。
