挪威初创公司Photoncycle利用固态氢实现太阳能存储技术突破

       来自挪威的初创公司 Photoncycle 正在利用固态氢气来解决太阳能季节性转换能量存储问题，使夏季产生的大量太阳能储存，用于冬季供热和发电。该公司表示，固体氢储能将在2024年内将该解决方案推向市场。

1 ► 固态氢气专利解决方案

       Photoncycle开发了一项突破性的太阳能存储技术。该设备是一个包裹着厚泡沫塑料的铜圆柱体。该气瓶包含固态氢储能专利技术设备。其存储能力比电池或液态氢更有效。目前，铜圆柱储能装置只有一把椅子那么大，已建在奥斯陆科学园加速器的地下室里。        

       Photoncycle的计划是在距离住宅几码的地面上安装一个更大的圆柱体模型，大约3m³。建筑物屋顶上的太阳能电池板将为系统提动力及能量。多余的能量都将出售给电网。

      Photoncycle创始人Bjørn Brandtzaeg表示，由于缺乏有效的储能技术手段，欧洲夏季太阳能的弃光率达到50%，假如能把50%能量储存下来，到冬季用能旺季再释放。

2 ►   锁定H2分子来制造固态氢

       Brandtzaeg与学术界人士合作创建了一种不易燃的解决方案，可防止转换过程中能量过度损失。

      “我们将氢分子锁定在固体中，从根本上修复它们，”Brandtzaeg解释道 “我们使用的是可逆高温燃料电池，因此我们正在协助开发一种可以在同一电池中产生氢气和电力的燃料电池。”

      这种固态氢意味着不需要冷却氢气，这使得它不易燃，并且与锂离子电池相比具有更高的能量密度。

3 ►  捕获热量为房屋供暖

       目前，Photoncycle的太阳能存储系统面临的挑战之一是，由于氢进出燃料电池而导致热量损失。该公司的目标是捕获这些热量并用它来为房屋供暖。

       Brandtzaeg认为，多余的热量可以有效地为家庭提供能源，因为家庭 70% 的能源需求与供暖有关。据介绍，该系统包括太阳能电池板，安装时间大约需要一天，直接连接到现有基础设施，可以在热电联产系统中用可再生能源取代天然气。该公司计划利用欧洲能源价格最高的丹麦作为其固体氢太阳能存储系统的测试市场。

4 ►  关于固态氢的科学常见问题解答：

Q1：什么是固态氢？

    固态氢是氢气处于固体状态。当温度低于-259.14°C时，氢气就会变成固体。

Q2：谁首先收集了固体氢？何时？

     詹姆斯·杜瓦 (James Dewar) 是第一个收集固体氢的人，他于 1899 年完成了这一任务。

Q3：固态氢有多重？

     固态氢不是很重。它的密度为 0.086 g/cm3，这使其成为最轻的固体之一。

Q4：氢有不同的固体形态吗？

       是的，在低温和高压下，氢可以形成几种不同的固相。这些都是由H2分子组成的。

Q5：您能告诉我更多关于这些不同固体形式的信息吗？当然：

• 第一阶段是在低压和低温下产生的。H2 分子在此阶段可以自由移动。
• 在第二阶段，H2 分子不能移动那么多
• 当压力约为 160 GPa 时，会出现第三阶段。
• 第四阶段的温度为几百开尔文，压力超过 220 GPa。
  
  

Q6：为什么研究氢的不同固相很难？

这很困难，因为氢与X射线的相互作用并不强烈，而且样品通常很小。

天下氢能第一，古今易燃无双，尚能安否？

氢能信息搬运工

挪威初创公司Photoncycle确实在固态氢存储技术上取得了一些突破。他们在太阳能电池中加入了一种名为NaAlH4的化合物，这种化合物可以将光能转化为氢能并存储起来。在需要使用能源时，这种化合物能够通过燃烧产生的热量将氢气释放出来，再通过燃料电池将其转化为电能。这种方法一方面解决了太阳能不能在无太阳的时候使用的问题，另一方面也为氢能存储提供了新的可能。

氢气虽然易燃，但是在妥善控制和管理下，其安全性是可以保证的。而且，与石油、煤炭等传统能源相比，氢气的燃烧不会产生二氧化碳，对环境影响小。因此，氢能是一种清洁的能源，有望在未来的能源领域发挥重要作用。
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