總部位于美國紐約的 Columbia Engineering的研究人員日前已經(jīng)研發(fā)了一種浮式太陽能燃料鉆探裝置，用于生產(chǎn)氫氣。這種新裝置無需泵或膜就能進行水電解，可帶來持續(xù)的低成本氫氣生產(chǎn)。
眾所周知，氫氣可成為船舶的一種可替換燃料，尤其是在當(dāng)前環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格的背景下，而且氫氣不會排放任何二氧化碳。但氫氣燃料在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用還非常緩慢，市場上只存在一些小型項目。
2017年9月，郵船船東Viking Cruises披露計劃，打算建造一艘液態(tài)氫氣動力的郵船，將打造全球首艘采用零污染排放技術(shù)的郵船。Viking Cruises設(shè)想這種郵船的建造將采用基于現(xiàn)有的遠洋郵船的設(shè)計，比如近期剛交付的“Viking Sun”號。
然而，采用氫氣作為船舶動力的技術(shù)挑戰(zhàn)之一就是如何將氫氣燃料保持在零下253攝氏度的溫度，以防止蒸發(fā)。此外，氫氣進入大范圍生產(chǎn)也會遇上許多相關(guān)的限制。
此次的新型鉆探裝置的設(shè)計或許在推廣使用氫氣動力方面邁出了正確的一步。當(dāng)前大多數(shù)的氫氣生產(chǎn)都來自天然氣，通過甲烷蒸汽重整，同時釋放二氧化碳。而此次的水電解則使用太陽能光伏電力生產(chǎn)氫氣，不會產(chǎn)生任何相關(guān)的二氧化碳排放。
電解裝置是由Columbia Engineering化學(xué)工程助理教授Daniel Esposito率領(lǐng)的團隊研發(fā)，屬于光伏供電，能作為一個獨立的平臺在開放水域運營。這種太陽能燃料鉆探裝置與深海石油鉆井平臺有某種相似之處，區(qū)別就是它從陽光和水中產(chǎn)生氫燃料，而不是從海底開采石油。
該裝置依賴于電極結(jié)構(gòu)，允許氣體利用水中氣泡的浮力進行分離和收集。這種基于浮力誘導(dǎo)分離的概念，是一種簡單的電解槽結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生純度高達99%的氫氣。
下一步，該團隊將繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計，以便能在真正的海水中更高效的運營，以及開發(fā)模塊化設(shè)計，建造更大規(guī)模更大范圍的系統(tǒng)。
