太陽能熱化學循環分解水制氫具有太陽能全光譜利用、無需氫氧分離、理論能源轉換率高等優勢，是一種綠色環保的制氫手段。近日，中國科學院電工研究所潔凈燃料制備課題組通過載氧材料微觀結構的設計和太陽能熱化學反應器內多尺度反應流的研究，合成了產氫性能優異的新材料母體并研制成功規模達10kW的超高溫太陽能熱化學反應器。?
ABO3型鈣鈦礦材料因具有極強的氧空位調節和摻雜改性能力，成為近年來的研究熱點。項目團隊基于神經網絡模型，提出了針對無機鈣鈦礦的氧空位計算方法和高通量篩選策略，預測并合成了鉻基鈣鈦礦新母體。它可用于太陽能熱化學循環高效產氫。該研究揭示了鉻基鈣鈦礦的氧空位水解產氫機理和混合CeO2的雙相特征，獲得了其摻雜改性的調控策略，實現了449.8 μmol g-1的產氫表現。研究還發現新材料反應焓熵的共增強利于促進反應進行。實驗熱力學參數以及氣固兩相熱回收和參數敏感度分析表明，太陽能到氫氣的能源轉化效率可達17.3%。?
熱化學反應器是實現太陽能到化學能轉換的關鍵設備，設計制造需要綜合考慮材料的熱力學、動力學性能和反應溫度、氣體流動等因素，對溫度場分布和氣密性均有嚴格的要求。科研團隊通過對高溫太陽能熱化學反應器內參與性介質輻射與氣固多尺度反應流的研究，建立了反應器內流動、化學反應和參與性介質輻射耦合的三維非穩態數學模型，研制了超高溫（高于1400oC）太陽能熱化學反應器樣機，完成了高溫熱化學產CO和H2的多工況實驗，獲得了反應溫度、壓力和反應物濃度對熱化學循環產CO和產H2性能的影響規律。研制樣機已提供給烏茲別克斯坦科學院物理技術研究所在當地開展了實驗測試和技術示范。?
相關研究成果發表在《無機化學前沿》（Inorganic Chemistry Frontiers）和《可再生能源》（Renewable Energy）上。研究工作得到國家重點研發計劃和中國科學院國際伙伴計劃的支持。該工作由電工所與烏茲別克斯坦科學院物理技術研究所合作完成。
鈣鈦礦材料的氫氣產量和速率對比圖
太陽能熱化學反應器產氫實驗照片
太陽能熱化學反應器產氫實驗數據
華東理工大學材料科學與工程學院教授侯宇、楊雙等提出了鈣鈦礦太陽能電池埋底界面的“機械增強”策略，為設計和開發穩定的長壽命鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路。相關成果發表于《能源與環境科學》。鈣鈦礦太陽能電池......
永安行官微發布消息，2024國際氫能與燃料電池汽車大會暨展覽會(FCVC2024)將于6月4日—6月6日在上海嘉定召開。屆時永安行將發布全球首款太陽能電解水制氫儲氫能源系統。 ......
近日，我所太陽能研究部薄膜太陽能電池研究組（DNL1606組）楊棟研究員和劉生忠研究員團隊發表了關于鈣鈦礦太陽能電池異質結晶格失配的綜述文章，系統地討論了晶格失配對材料穩定性和載流子傳輸動力學的影響，......
據報道，全球能源智庫Ember最新報告稱，得益于太陽能和風能發電快速增長，2023年全球可再生能源發電量首次超過全球總發電量的30%，創歷史新高。該報告指出，綠色電力占全球總發電量的比例從2022年的......
2023年，中國新能源汽車產銷量分別達958.7萬輛和949.5萬輛，連續9年位居全球第一。與此同時，被稱為“新三樣”的中國電動汽車、鋰電池、太陽能電池出口總額達1.06萬億元，首次突破萬億大關。2月......
月1日消息，據媒體報道，韓國蔚山科學技術院科學家借助新配體交換技術，合成出基于有機陽離子的鈣鈦礦量子點（PQD），開發出迄今能效最高的量子點太陽能電池。據了解，量子點是半導體納米晶體，尺寸從幾納米到幾......
近幾年來，有機太陽能電池（OSCs）在活性層材料設計、器件加工優化、穩定性提高等方面取得了發展，特別是功率轉換效率已達到19%以上，為未來商業化應用提供了保障。Y系列非富勒烯受體的出現，有效提高了OS......
1月16日，美國加州理工學院宣布，其研發的太空太陽能衛星（SSPD-1）已成功在軌運行一年，并完成了3項實驗測試。研究人員認為，衛星搭載的這3個重達110磅的原型器件是成功的，相信這一結果“將有助于規......
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近日，國家能源局、生態環境部、農業農村部聯合印發通知，經地方申報、專家評估和部門審核，確定將河北省圍場縣、山西省浮山縣、內蒙古自治區庫倫旗、吉林省蛟河市、江蘇省溧陽市、浙江省安吉縣、安徽省長豐縣、福建......