封面新聞記者 羅石芊 徐湘東
在四川省攀枝花市西區，一個被網友們稱為“領航者號”的基地，正將《流浪地球》中的能源幻想，照進現實。
12月25日，封面新聞記者走進這個基地，一探太陽如何曬出“氫能源”？
氫，到底怎么“曬”出來？
基地的名字，有點拗口：攀枝花多面體鈦酸鍶聚光制（加）氫一體站中試基地。這是全球首個光解水制氫商業化項目。
光解水制氫項目基地 徐湘東攝
進入基地大門，映入眼簾的，是一座加氫站，其外表和加油站沒有太大區別。右邊，144個多邊形定日鏡，環繞在一座“水塔”模樣的聚光反應塔下，把不遠處的三個綠色的儲氣罐襯托得有些“嬌小”。
多邊形定日鏡 徐湘東攝
塔對面的控制室里，操控人員點下電腦屏幕上的“一鍵追日”，定日鏡便會集體“轉身”面向太陽，將陽光反射至聚光反應塔，現場科幻感十足。
看似簡單的布局下，陽光，正經過工業版的“光合作用”，變成氫氣。
中國科學院過程工程研究所研究員段東平 徐湘東攝
“我們這個項目運用了‘多面體鈦酸鍶聚光量子制氫氧電熱一體化技術’，實現‘光解水制氫’?！闭驹诙ㄈ甄R下，項目主導研發人、中國科學院過程工程研究所研究員段東平，念出了一大段專業術語。
這些“字都認識，但讀不明白”的名詞，到底啥意思？
段東平打開手機里的一張模型圖，一個白色的26面體，和陜西歷史博物館里的“獨孤信多面體煤精組印”很相似。
多面體鈦酸鍶模型 受訪者供圖
“這就是多面體鈦酸鍶，有26個面，是由鈦酸鍶材質做成的納米級催化劑。它能將太陽光子轉換為電子?！?/p>
26面體鈦酸鍶在哪里？段東平指了指反應塔上的玻璃框，“無數個它們藏在玻璃框后面?！?/p>
“光子又稱光量子，聚光量子，就是聚集太陽光高強光子的意思?！倍螙|平解釋，太陽光經此被轉化后，不僅可以生成氫氣、氧氣，還能發電、產熱，實現一體化生產。
段東平展示了一段高倍聚光鏡下拍攝的視頻，“光合作用”后的氧氣像火焰般在玻璃背后冒出，氫氣則被收集起來。根據實驗室檢測數據，其產出的氫氣純度可以達到99.8%、氧氣純度可以達到98.6%。
高倍聚光鏡下，氧氣像火焰般生成
“簡單來說，太陽光照到定日鏡上，反射到反應塔，在裝滿催化劑和水的容器中分區生成氧氣和氫氣，氫氣經過冷卻脫水被運到加氫站的儲罐里?！倍螙|平解釋，“這就是‘曬著太陽制氫’，最后像加油一樣，把氫氣‘加’入氫能源車中”。
陽光被集中反射至聚光反應塔 徐湘東攝
科學，有時來源于“意外”
氫（H），這個元素周期表中的“頭名”，是大多數人學化學時的第一個知識點，也是宇宙中最常見的物質。
電影《流浪地球》中，主角劉培強告訴兒子，“氫是爸爸開大火箭的燃料”。氫的燃燒熱值高，每千克氫氣燃燒放出的熱量為143兆焦，是石油熱值的3倍多。且燃燒釋放能量后生成水，是一種清潔無污染的能源。
按照國際氫能委員會預計，到2050年氫能源將有望貢獻全球整體能源需求的18%，創造出年均2.5萬億美元總產值。根據中國氫能聯盟預計，到2050年氫能源有望貢獻全國終端能源需求的10%，創造超過10萬億元的總產值。
氫能的含金量不言而喻。
“目前，全球制氫主要有化石能源制氫、電解水制氫和光解水制氫等方式。光解水制氫比化石能源制氫更環保，比電解水制氫效率高兩倍、成本低一半。”段東平舉例，目前，電解水制氫每公斤成本約40至50元，而攀枝花的這條光解水制氫線只需要21元左右。
想要實現光解水制氫，則需要核心催化劑——鈦酸鍶。鈦酸鍶的面越多，意味著對光的響應越好，可激發的光電子越多。因此，全球各地的科學家們都致力于找到更多面的鈦酸鍶。
“科學，有時來源于意外?！倍螙|平說，從2013年開始，在優化制備6面體鈦酸鍶的過程中，段東平團隊“意外”發現了26面體鈦酸鍶，其轉化效率，可達到傳統鈦酸鍶的4倍。
之后，團隊摸索出穩定“產出”的方法，將這個全球首創的納米級材料，變成我國完全自主知識產權。
“2018年，我們團隊開始研究‘多面體鈦酸鍶聚光量子制氫氧電熱一體化技術’。在中間試驗成功后，我們準備將紙上理論落地到工業應用場景中?！?/p>
段東平團隊聯系了廣州、鄭州等20個光能充沛、工業配套設施相對完善的地級市。
更令段東平意外的是，地處四川最南端的攀枝花市，率先拋出了“橄欖枝”。
年日照約2700小時的攀枝花，不僅陽光充足，氯堿、焦化等工業副產氫來源豐富，提純制氫成本優勢突出。加快建設氫能產業示范城市、全國重要清潔能源產業基地，是近年來攀枝花城市轉型的一個方向。
2024年11月22日，2024中國氫能產業創新發展大會暨攀枝花市氫能產業投資推介會舉行。會上，段東平和攀枝花市委、市政府簽約項目建設。這距離項目的第一次洽談，僅過去了一個月。
加注氫燃料 徐湘東攝
加10公斤氫氣，小車能跑1000公里
“您可以先來看一下項目現場，我們再來詳細溝通?！辈稍L間隙，段東平接了一個來自海南企業家的電話，“他們想來了解一下項目的具體情況。”
12月4日，攀枝花多面體鈦酸鍶聚光制（加）氫一體站中試基地項目正式投運，成為全球首個光解水制氫商業化項目。
項目一期占地33畝，其中制氫占地21畝，年制氫產能約200噸。
作為項目投資方之一，攀枝花城建交通集團 黨委書記、董事長陳曦介紹說，項目一期投產后，預計年產值700萬元，將帶動萬噸級制氫基地建設，三年內預計可形成年產1.2萬噸綠氫的超大型產業集群。項目完全達產后，預計年減排二氧化碳48萬噸。
段東平預測，項目全部建成后，這里產出的氫，成本將從目前的每公斤21元降到16元，甚至更低。
綠氫是什么？年產1.2萬噸綠氫，又是個什么概念？
綠氫，是通過太陽能、風力等可再生能源發電進行電解水制氫，在制氫環節中沒有碳排放，是現階段實現碳中和的方式之一。
“2025年，全世界的氫氣的總產量大約在1億噸，中國占了4000萬噸，電解水制氫生成的綠氫，可能只有30萬噸?！倍螙|平說，1.2萬噸綠氫，在業界是個不小的數字。
他打了個比方：“一輛家用氫能小車，一次可加約10公斤氫氣，就能跑1000公里。如果把攀枝花現有汽車變為氫能小車，1.2萬噸幾乎可以覆蓋全部?！?/p>
和此前被網友質疑的“喝水就能跑”的汽車概念不同，經過轉化后的氫燃料可以直接充入氫燃料電池中，為車輛行駛提供動力。目前，攀枝花已投運氫能車輛52輛，包括10輛公交、42輛49噸重卡。
更重要的是，光解水制氫，打破了環境對制氫的局限性。“我們不需要用電，只需要光就可以制氫，以后在高原、沙漠、海洋上，一出太陽，就能制氫?！倍螙|平說。
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厲害了
太陽如何曬出氫能源