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摘 要:日本木更津工业高等专门学校与日本水力株式会社展开合作研究,开发出一种利用小型水力发电电力的PEM型制氢系统的模型装置,今后的目标是构建实用规模的实证系统,以生产提供环保型零碳氢,推进能源的清洁化。
关键字:小型水力发电电力、高分子膜制氢系统、PEM型水电解装置、水电解高效制氢、零碳氢
日本木更津工业高等专门学校(以下简称“木更津高专”)和日本水力株式会社(以下简称“日本水力”)展开合作研究,共同开发出利用小型水力发电产生的电力生成氢的实验室级模型。
在日本的中央山地地区,存在很多小河流,水资源丰富,小规模水能潜力巨大。但是,多数河流都在山中,考虑到发电量与设备成本和维护成本等的比例关系,将这些水能用于商业发电的效益不高。因此,决定开发一种系统,利用小型水力发电产生的电力,生成未来不可或缺的氢(使用PEM型水电解装置),并将制得的氢直接用于生产地。本次,木更津高专和日本水力开发了该系统的实验室级模型,如图1所示。
图1 模型示意图
(左边银色的轮子是水轮机,桌子上右边的白色箱子是制氢装置)
采用日本水力开发的小型水力发电用水轮机进行发电,并将发电产生的电力用以制氢。其前提是,生成的氢就地储存,并用于该地区。该系统是一种创新型脱碳能源的地产地消系统。
木更津高专和日本水力以下列项目为计划目标,制作了利用小型水力发电电力的高分子膜制氢系统的模型装置。
在山地地区内适合小型水力发电的场所建设水力发电厂(或是在现有水电厂),并在该水力发电厂通过水电解高效制氢;
为使制得的氢实现就近利用,建设加氢站,以用于氢能源汽车等;
向当地提供环保型零碳氢,推进能源的清洁化。
木更津高专从2019年开始与日本水力进行合作研究,于今年完成了实验室级的模型系统。从今年10月到明年3月,在千叶县市原市的西广堰农村公园的管理设施内公开该装置。很多企业和公共机构对此表现出浓厚的兴趣,仅10月就有14家企业和公共机构前去参观。今后的目标是构建实用规模的实证系统。
如图2所示,模型装置由模拟水轮机、发电机(采用马达驱动)、电力转换装置、制氢装置(PEM)构成。其中,木更津高专负责电力转换装置的开发。
图2 本次开发的小型水力制氢系统的模型装置
(从左至右,分别为水轮机、发电机(采用马达驱动)、电力转换电路(发电输入电压为200V时输出为2.5V/30A)、采用PEM型水电解装置;最左边的图片为实际小型水力发电厂的水管)
翻译:史海燕
审校:贾陆叶
李 涵
统稿:李淑珊
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