我们以化石燃料为基础的经济是不可持续的。我们从石油和天然气中生产的能源和化学品每年继续向大气释放数十亿吨二氧化碳 (CO2)，从而导致气候变化。为了向基于循环和可持续性原则的经济过渡，我们迫切需要开发替代技术来开发可再生能源。然而，这些不仅需要环保;它们还必须能够以工业规模运行并在经济上可行。有很大希望的研究领域之一是太阳能燃料/ 化学生成。这涉及应用人造光或自然光将分子(例如二氧化碳)转化为高能化学物质。如果这项技术有朝一日能够在工业规模上得到发展，它将有助于取代我们对化石燃料的依赖，并将二氧化碳转化为一种有用的原料。
确定可行的原型
PEC_Flow 项目由欧洲研究委员会资助，建立在之前名为 HybridSolarFuels 的倡议之上。这见证了光电极的开发，旨在将二氧化碳转化为甲酸、一氧化碳、甲醇和乙醇等化学物质。PEC_Flow 试图进一步开展这项研究。它想确定技术上最有效、经济上最可行的光电极电池，能够连续生产化学品。如果成功，这将有助于为这一至关重要的研究领域的未来方向提供信息。“为此，我们比较了不同类型的光电化学电池，”塞格德大学的PEC_Flow 项目协调员 Csaba Janáky 解释说在匈牙利。“我们不仅要从技术和科学的角度来评估它们，还要从经济的角度来评估它们。” 因此，Janáky 和他的团队开始收集数据并分析不同类型的细胞。经过彻底检查，四种不同的电池配置减少到两种，之后进行了广泛的技术经济分析。研究了市场和投资潜力等问题。“最后，我们只剩下一种配置，”Janáky 说。“在这个原型中，太阳能电池与电解槽部分分离。我们的发现是，考虑到当前最先进的技术，该解决方案可能比集成解决方案更具经济竞争力。”
未来的工业流程
因此，PEC_Flow 项目的结果表明，目前开发工业上可行的太阳能驱动 CO2 转换技术的最可行途径是将光伏电池与电解槽分离。同样重要的是，如果我们有朝一日开发出高效的集成光电化学电池，该项目还有助于确定必须弥合的知识和技术差距。“这很重要，因为在接下来的几十年里，我们将需要多种并行的二氧化碳利用技术，”Janáky 指出。有朝一日，许多行业可能会从太阳能燃料技术的这种进步中受益匪浅。例如，产生大量排放的化学工业可以使用光电化学系统捕获二氧化碳，并将其转化为有用的产品。接下来的步骤包括与工业合作伙伴一起研究这种脱钩的方法，并逐步走向市场准备。“这将涉及组装一个较小规模的原型，然后可以进一步扩大规模，”Janáky 补充道。解决集成光电化学电池科技瓶颈的更多基础研究也将继续开展。
