针对常规太阳能热化学制氢（STCH）技术太阳能利用效率极低（只有大约7%的射入阳光被用来制造氢气）的问题，麻省理工学院（MIT）推出了一种太阳能热化学制氢（STCH）技术，可将太阳能利用率提高至40%，在零排放的情况下，为长途卡车、轮船和飞机提供有效动力。
该技术主要通过融合现有太阳能热源，利用由数百面镜子组成的圆形阵列的聚光太阳能发电厂（CSP）收集阳光，并将其反射到吸热塔，然后利用STCH吸收接收器的热量并引导其分解水并产生氢气。其中，MIT还优化了常规概念性STCH系统的两步热化学反应，使整个系统类似于在圆形轨道上运行的箱形反应堆列车，每个反应器都含有经历氧化还原或可逆生锈过程的金属，经过高达1500℃的加热站，将氧气从反应堆金属中抽出，金属变为还原状态，而蒸汽中含有氧气，然后将反应堆移动到温度约为1000℃的冷却站，暴露在蒸汽中，产生氢气，其技术原理见图1。
图1 太阳能热化学氢（STCH）技术原理
在还原反应器冷却时释放的热量处理方面，MIT采用了以下方法：为了回收大部分系统中逸出的热量，允许圆形轨道两侧的反应堆通过热辐射交换热量；利用释放热量冷却热反应堆，加热冷反应堆，将热量保持在系统内；增加第二组反应堆，围绕原箱形反应堆列车朝相反的方向移动，使得外部在较冷的温度下运行，从较热的内层排出氧气，且携带第二种易氧化金属，绕圈时，外部反应堆将从内部反应堆吸收氧气，有效地去除原始金属的锈迹，而无需使用能源密集型真空泵。两个反应堆系统连续运行，并产生单独的纯氢和氧流。
资料来源：Solar Energy
供稿：牛成成
编译：《石油钻探技术》编辑部
