日本有望實現低成本制氫可再生能源成效顯著

2019年，日本物質材料研究機構（NIMS）與東京大學和廣島大學合作，對光伏發電和蓄電池的制氫系統進行了技術經濟效益評估，確認了具備國際價格競爭力的低成本制氫所需的技術水平，在使可再生能源成為主力電源的技術開發中，此次的成果可作為重要指南。研究小組設計了根據光伏發電量，調整蓄電池的充放電量和水電解制氫量的綜合系統，評估了其技術經濟效益，通過綜合考慮將來的技術改良，並全面調查蓄電池和水電解裝置的容量等，確定了低成本制氫所需的技術水平。通過開發2030年前后完全可能研制出實用化的、放電較慢但成本低廉的蓄電池，日本有望實現每立方米為17—27日元（約1.04—1.64元人民幣）的制氫成本。

日本九州市立大學的研究小組開發出溫室環境下利用低能量可見光，隻需一個步驟即可實現從甲烷（CH4）轉換為乙烷（C2H6）和氫氣（H2）的新型光電化學反應過程。通過施加電場，光激發電子和空穴的再結合被抑制，與傳統的光催化反應方法相比，量子效率大幅度提高，首次實現了室溫下使用可見光能源制造氫氣。

日本中部大學開發出了用於固體氧化物型燃料電池（SOFC）電極的新型空氣極材料，SOFC作為家用燃料電池系統“ENE-FARM”正逐漸普及，工作溫度約為750℃。隨著工作溫度降低，啟動性也得到提高，所以移動體也可以使用，可考慮應用於飛機的輔助電源（APU）和EV的增程發動機。

日本的新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）與東京大學和信州大學等合作，首次開發出了利用可見光將水分解成氫氣和氧氣的酸性硫化物光催化劑。此次開發的催化劑為微顆粒狀將來制作大面積光催化劑片材時，方便應用噴涂法等簡單工藝。如果能將酸性硫化物半導體材料作為光催化劑用於水分解反應，就有望實現低成本的制氫工藝。（陳超）