双碳目标下太阳能制氢技术的研究进展

作者：安攀; 张庆慧; 杨状; 武佳星; 张佳颖; 王雅君^*; 李宇明; 姜桂元

来源：Acta Chimica Sinica, 2022, 80(12): 1629-1642.

• 太阳能
• 氢能
• 光催化
• 光电催化
• 光伏电催化

“双碳目标”的实现需要精准的政策引导和开发可替代的清洁能源.近年来,氢能由于具有来源丰富、热值高、清洁低碳、应用场景多样等特点,受到了学者们越来越多的关注.在传统制氢技术中,化石燃料制氢技术应用最为广泛,但其制氢反应过程造成的能耗和温室气体释放量较大.而光催化分解水制氢技术是将太阳能转换为氢能,将太阳能以化学能的形式储存起来,这样不仅能利用太阳能制取氢气,而且可以将氢能与CO2结合起来生产高附加值的化学品,在减少碳排放的同时,实现碳氢资源的综合利用.综述了可实现太阳能制氢的光催化制氢(PC)、光电催化制氢(PEC)和光伏电催化耦合制氢(PV-EC)技术的研究进展,阐释了相关技术的基本原理,介绍了制氢技术中的关键材料,对三种制氢技术发展过程中太阳能制氢(STH)转化效率、材料稳定性的相关研究进行了详细总结.最后对三种太阳能制氢技术面临的关键挑战和未来发展方向进行了探讨和展望.

• 单位
  中国石油大学（北京）; 国家知识产权局; 重质油国家重点实验室