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最近，日本東京大學的研究小組利用陽光分解氫和氧的光催化技術，成功地將氫和氧從水中分離出來。在100平方米規模的大規模實驗中，成功分離出了高純度氫氣，預計這將有助于提供廉價的大量氫氣。
日本媒體最近報道稱，像這樣的大規模實驗中，從未出現過能夠以低成本大量生產氫氣的技術。
使用催化劑可以把氫從水中分離出來
由日本NEDO、東京都大學、新州大學等組成的研究小組于8月在國際科學雜志《自然》上發表了實驗結果。
研究組正在開發利用光催化將水分解為氫和氧的技術。光催化吸收陽光，引起物質之間的化學反應。
在這個實驗中，一個與該物質相連的面板被放置在戶外，并充滿了水。只有氫從陽光產生的氫和氧的混合物中分離出來。這項實驗從前年開始，已經進行了大約兩年。
氫是一種很難處理的氣體，因為它與氧氣結合時會燃燒或爆炸。然而，該實驗能夠安全地將94%的高純度氫氣從70%以上的氫氣中分離出來。
該研究小組表示，這是首次在100平方米的面積內分離出氫氣，并預計技術將有助于以低成本大量生產氫氣。另一方面，任務是開發能更有效地分離氫的新物質，并將其投入實際使用。
研究小組成員、東京大學(University of Tokyo)特別教授多明一(Ichi Dominichi)說，“由于存在爆炸風險，這樣大規模的實驗在世界上還沒有先例。”他說:“但我們已經考慮了如何安全進行，并開發了實驗設備。”“我們希望盡快將其投入實際使用，并向世界提供大量廉價的氫。”
為什么氫被稱為“完美的能源”?
水是氫直接燃燒或燃料電池產生的電能的產物，可以實現真正的零碳排放，對環境不造成任何污染，因此被稱為終極能源或“完美能源”。
廣泛的儲氫在地球,其能量密度非常高,并且可以氣態、液態、氫化和堅實的渲染,以適應各種各樣的存儲模式和應用程序環境,與化石能源相比,其生產更方便,不受地區限制因素,也不會因地緣政治風險造成資源分布不均，通過可再生能源、制氫，將促進碳中和的實現。
目前，以化石燃料為主要原料的天然氣轉化占全球制氫總量的95%，而電解水制氫所占比例不到5%，太陽能制氫所占比例更小。太陽能制氫已經發展了40年，被認為是最有前途的方法之一。
現在，日本終于在太陽能制氫方面取得了重大進展。
日本在氫上“豪賭”:這項技術遙遙領先
放眼世界，日本是近年來最熱衷于開發氫能的國家之一。日本作為島國，并不缺乏海水，海水蘊藏著巨大的氫能資源。
2011年之前，日本將其低碳發電目標鎖定在核電上，但自福島核事故以來，日本已轉向可再生能源發電。
利用碳捕集(CCS)實現化石燃料脫碳制氫和可再生能源制氫的平價，日本能源自給率非常低，利用零碳可再生能源使氫的清潔、高效、方便儲存和運輸，無疑是“時間”的選擇，從島國到實現能源安全和碳中和的目標。
擁有百年歷史的日本電子企業東芝公司為了應對碳中和時代，在世界范圍內利用被稱為“未來能源”的氫氣，大規模利用可再生能源生產綠色氫氣。
早在50年前，東芝就開始做氫能的研究和開發。當時日本的氫路線是碳氫化合物或酒精重整制氫，但現在在零碳的概念下，在過去的10年里，它全面完善了氫能源體系。例如，東芝的燃料電池系統完全由純氫制成。其H2Rex燃料電池系統已經在日本交付了100多臺。該100KW模塊化機組可根據需求靈活組合，在高效管道或儲罐內的氫氣可在啟動后不到5分鐘內轉化為電能和熱能。
除了氫氣，東芝還有其他有競爭力的能源業務和碳捕集存儲技術，這些技術可以根據不同地區的條件和特點靈活組合。它在水電、光伏和地熱領域處于世界領先地位。
日本三菱公司10月18日也表示，到2030年，將在可再生能源和氫氣等替代能源領域投資2萬億日元(合175.4億美元)，以促進其脫碳和減排努力。
2017年底，日本政府發布了“氫能基本戰略”，目標是到2030年實現每立方米30日元的氫能價格，并將氫電站數量增加到900個，氫汽車數量增加到80萬輛。松下最近在大阪建造了H2草津農場。第一家工廠使用太陽能電池板發電，并通過電解水生產氫氣。另一種是氫氣生產設備和氣體重整技術的結合，這一技術來源于ENe-Farm家用天然氣燃料電池，該電池已經在以穩定的速度生產氫氣。
事實上，這只是日本眾多加氫站中的一個。在人口密度極高的日本，加氫站運行的安全性非常重要。截至2018年底，日本已建成96個加油站，目前日本加油站數量已超過100個，穩居世界第一。目前，日本的氫化價格與汽油價格相近，300元的氫能行駛650公里。此外，日本政府還提出，到2025年，氫能源汽車的成本應與混合動力汽車相當。
除了燃料補給站的數量，日本在氫技術的專利數量上也處于領先地位。據統計，全球83%的氫燃料電池技術專利由日本人持有。
盡管氫氣具有諸多優勢，但它在世界范圍內一直受到高成本的困擾，甚至在日本也是如此。在日本，氫氣一直依靠政府政策來支持它。日本的選擇是世界上對氫最大的賭注之一。
現在，隨著日本東京大學的研究小組成功地實現了大規模的太陽能制氫，如果它在未來商業化，毫無疑問，這將大大降低氫的使用成本，促進氫能的商業化和相關產業鏈的發展。
據《華爾街日報》2021年6月的一篇報道，氫長期以來被認為成本太高、效率太低，不實用。日本的選擇是世界上對氫最大的賭注之一。
正如日本在20世紀70年代率先使用液化天然氣一樣，該計劃如果成功，將為全球氫供應鏈奠定基礎，最終使氫成為一種獨立的能源，進一步邊緣化石油和煤炭，并徹底改變世界能源市場。
現在，日本長期以來對氫的押注可能會帶來豐厚的回報，并為這個飽受能源危機和碳中和困擾的國家提供希望的燈塔。
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