澳洲的國家科學機構近日發佈了一款新型太陽能反應器，該設備能夠生成綠色氫氣，標誌著清潔能源技術的一項重大進展。這一系統在澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的紐卡素能源中心開發，屬於「向下反射」的太陽能反應器。
與傳統的太陽熱能系統不同，這款設計將陽光反射到地面平台，而非集中於塔頂。CSIRO的首席研究科學家金信秀（Dr Jin-Soo Kim）表示：「我們尚未達到工業規模，但在相對溫和的條件下已展示出強大的反應性，隨著進一步的改進，它可能在性能和成本上與電解水相匹配。」
在澳洲，儘管太陽能電池板普遍安裝在屋頂上，但約75%的能源仍來自燃料來源，尤其是在重工業和運輸領域。這些行業難以實現電氣化，因此研究人員正在探索替代的清潔能源解決方案。綠色氫氣是一種有前景的低排放燃料，適用於那些直接電氣化不切實際的行業。
綠色氫氣的生產通常涉及電解水的過程，這一過程需要大量的能量且成本高昂。為了解決這一問題，CSIRO的研究人員正在開發更高效且可擴展的工業應用方法。
在CSIRO的紐卡素能源中心，反射陽光的定日鏡陣列為澳洲首個向下反射的太陽能反應器提供能量。這一創新方法利用集中太陽能和金屬顆粒生成綠色氫氣，並得到了澳大利亞可再生能源機構（ARENA）的支持。該反應器的設計與傳統的太陽熱能系統有所不同，傳統系統將陽光集中於塔頂，而此系統則將陽光反射至地面平台，類似於放大鏡的效果，但規模更大。
該系統的綠色氫氣生產依賴於一種關鍵材料：摻雜的氧化鈰（doped ceria），這是一種經過改良的天然礦物氧化鈰。摻雜的氧化鈰設計用於在較低溫度下吸收和釋放氧氣，促進了水分解的兩步熱化學過程。當受到集中太陽能加熱時，該物質會釋放氧原子；引入蒸汽後，顆粒會從水分子中吸收氧，釋放氫氣。這些氫氣可以被捕獲用作燃料或工業應用，且摻雜的氧化鈰可重複使用，使過程既高效又可持續。
該系統標誌著在太陽能氫氣反應器中對該材料的首次示範性測試。向下反射的設計使得光線能夠反射至面向上方的接收器，而非將光線導向面向下方的接收器，這增強了在高溫下進行化學反應的靈活性，並可滿足更廣泛的研究應用需求，如金屬精煉。
根據CSIRO的聲明，該系統已有效展示了完整的熱化學氫氣生產循環，從太陽能輸入到氫氣輸出，並在太陽能轉氫氣的轉換效率上達到了超過20%的潛在效率。隨著全球對清潔燃料需求的增加，此項創新有望使澳洲在綠色氫氣生產和減少難以減排行業的排放方面占據重要地位。
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