人造光制氫
——邁出人造能源第一步

■ 李忠東 編譯

太陽能是巨大的潛在能源之一，但其受天氣、緯度和地形等諸多因素的影響較大，在中歐地區，太陽能通常被視為是“不規律”的能源，因此“人造太陽”成為了更現實的選擇。為了提供更可靠和可控的替代品，德國科學家制造了“人造太陽”，被稱作“融光(Synlight)”。旨在模仿太陽，以光能產生氫能，以便于為太陽能燃料制造帶來更快的進展。

德國政府大力投資支持可再生能源的開發，DLR太陽能研究所幾年前就已經成功的在實驗室內利用太陽能制氫能。融光系統可以推進利用太陽能生產化學原料和減少碳排放等方面的研究，有望將小型實驗室的實驗提升到一個新的水平，進一步擴大生產范圍，以利于工業應用。一旦利用350 kW人造光制氫的技術成熟化，功效可提高10倍，達到發電廠的技術水平。如果資金充足，這個目標有望10年內實現。屆時，只需花費350萬歐元(約合人民幣2614萬元)就能修建一座氫能發電廠。

這個世界上最大的“人造太陽”在德國北萊茵－威斯特法倫州的尤里希已經完工，并被正式懸掛出來。2017年3月24日，DLR太陽能研究所的科學家啟動了這個近3層樓高的融光系統，開始進行相應的科學研究，其中包括利用太陽光生產氫燃料的研發過程。整個測試實驗在一個能防護輻射的房間內進行，由149盞短弧氙氣燈組成的融光系統將燈光投射到20 cm×20 cm的聚焦平面上，可提供11 MW/m2的輻射量。產生的輻射強度是太陽光照射同等面積的10000倍，溫度最高可達3000 ℃，大約是高爐溫度的2～3倍。當設置最高功率時，其可以提供320 kW的能量。融光系統4 h內消耗的電量可供一個普通4口之家使用一年，如果有人在處于開機狀態時走進屋內，會直接被燒焦。

極高的溫度是利用太陽能制造氫燃料過程時的必要條件，融光系統旨在制訂出集中自然太陽光、為產生氫燃料的反應提供能源的最優方案，探索開發出利用太陽光生產氫氣的最佳裝置。目前，利用反射鏡集中太陽光加熱水的太陽能發電站已經相當完善，這一類型的發電站利用太陽熱能產生蒸汽，驅動渦輪機發電。研究人員將探索利用“最大人造太陽”為從水蒸氣中生成氫氣的反應提供能源的可能性，生成的氫氣能夠被制成不含CO2的清潔能源。

“要做到給飛機和汽車等提供不含碳的清潔能源，我們需要數10億t的氫。氣候變化的速度在加快，所以我們創新的速度也要加快?！被舴蚱婷滋亟淌谠诮邮堋缎l報》采訪時說：“科研人員將竭力尋找有效方式，以收集陽光中蘊含的巨大能量，我們正在邁出人造能源的第一步，希望未來自然日光能被用來以碳平衡的方式產生氫氣?！?編譯自www.theguardian.com )