华盛顿州，一项从传统天然气中产生氢的新技术，或从生物质能中产生可再生天然气的新技术，可能成为推动加州氢高速公路、燃料电池汽车和卡车以及创造其他有价值产品的下一件大事。

美国能源部太平洋西北国家实验室开发的这种传输热量的微型通道——大约信用卡的宽度——支撑着这项技术。这些微通道对于有效地将能量驱动到化学反应中至关重要，这些化学反应为运输、发电和其他工业用途生产氢气。

ｐｎｎｌ开发的氢气发生器获得了华盛顿州里奇兰的许可。清洁技术初创公司，ＳＴＡＲＳ科技公司。氢发电机的特点是最近的两项创新可能会降低氢的成本。第一种是一种新的增材制造工艺，该工艺已经获得了ＳＴＡＲＳ　ＴＣ和ｓｏｃａｌｇａｓ的许可。第二种是一种新型螺旋反应器设计，它能更精确地分配热量并提高反应器效率。ＳｏＣａｌＧａｓ独家授权的这种设计，最大限度地减少了生产氢气所需的能源，同时增加了反应堆的耐用性和安全性。

ＳｏＣａｌＧａｓ高级研发总监尤里·弗里德曼（Ｙｕｒｉ　Ｆｒｅｅｄｍａｎ）表示：“这种微通道技术的近期用途之一是为燃料电池电动汽车制造氢气。”“因为这项技术占地面积小，大大提高了将天然气转化为氢气的过程的效率，它使氢气更清洁，更容易运输——你可以在附近有天然气管道的任何地方生产氢气。”对于ＳｏＣａｌＧａｓ来说，这是实现我们在２０４５年前实现运营和能源交付中温室气体净零排放目标的重要一步。这项技术可以极大地改变加州的氢生产和使用，推动ＳｏＣａｌＧａｓ努力满足加州和我们客户的气候目标。”

氢燃料基础设施

由于ＳＴＡＲＳ技术可以在任何有天然气的地方产生氢气，开发人员表示，这项技术可以大大减少用特殊的高压管拖车运载氢气的需要。取消公路运输可以改善公共安全，减少温室气体排放，并有助于在使用点生产氢的成本上与传统燃料相比具有竞争力。

“可以把这些小型、高效、大规模生产的发电机想象成‘化学变压器’，类似于电网上的电力变压器，”ＳＴＡＲＳ　ＴＣ的总裁、该技术的发明者鲍勃·韦庚说。“它们可以被放置在天然气分配系统的任何地方，因此它成为一个‘氢电网’，为加油站提供廉价的氢，满足现场需求。”

从甲烷中生产氢气

宇宙中最丰富的元素氢，通常是水或甲烷等其他化合物的组成部分。天然气主要由甲烷组成，甲烷是自然界最有效的氢载体之一。使用天然气的传统制氢过程有时会排放二氧化碳，消耗大量能源，其中大部分来自碳排放源。但有了新的氢气发生器，各种更有效的加热方法，包括集中太阳能热和感应太阳能电加热，可以用来加热天然气和水打破化学键，比其他常见的甲烷氢过程排放的二氧化碳少３０％。

经许可的制氢工艺非常高效，减少了生产高价值化学品所需的热能。甲烷和蒸汽通过不超过几毫米厚的紧凑螺旋微通道，快速而均匀地将气体混合物暴露在热中，从而推动化学反应，并从天然气和水中释放出氢气。

因为氢气可以以经济和清洁的方式生产，它很好地支持了加州的第８号议会法案，该法案每年拨款２０００万美元，以支持该州继续建设至少１００个氢燃料站。

今年春天，ＳｏＣａｌＧａｓ公司将从ＳＴＡＲＳ　ＴＣ公司获得一个氢气发生器，其中包括６个小型模块化反应堆，每个直径约为１０英寸。ＳＴＡＲＳ　ＴＣ主要由ＰＮＮＬ的前员工组成，其中一位是ＰＮＮＬ微通道技术的原始发明者。

３Ｄ打印降低氢气生产成本

最近，ＰＮＮＬ、ＳＴＡＲＳ　ＴＣ和ＳｏＣａｌＧａｓ合作开发了氢气生成系统，包括螺旋微通道设计。该团队还开发了一种新工艺，使用３Ｄ打印方法来建造产生氢的化学反应器。

ＰＮＮＬ的技术商业化经理Ｓａｒａ　Ｈｕｎｔ说：“这种增材制造工艺通过减少零件、形成几乎不可能通过铸造或机加工制造的几何形状，以及消除耗时的制造步骤，从而降低了制造成本。”“这项专利技术包括在设备内部建筑结构的独特方法，以加强热传递。它还可以使材料被包裹或浸渍催化剂，加速化学转化为能量的速度。”

另外，ＰＮＮＬ、ＳｏＣａｌＧａｓ和其他公司还在合作开发新型化学反应器，共同生产氢和固体碳材料，如碳纤维产品和碳纳米管，这可以进一步抵消无温室气体生产氢的成本。这与可再生天然气的额外使用相结合，意味着这些反应堆系统可以帮助ＳｏＣａｌＧａｓ力争到２０４５年实现净零排放。

快速研究所和美国能源部能效和可再生能源办公室（包括氢和燃料电池技术、太阳能技术和先进制造办公室）支持了微通道技术氢发生器的开发。

ＳｏＣａｌＧａｓ®总部位于洛杉矶，是美国最大的天然气分销公用事业公司。ＳｏＣａｌＧａｓ为加州中部和南部２４，０００平方英里的２１８０万消费者提供价格合理、可靠、清洁和可再生的天然气服务。通过该公司管道输送的天然气将继续在加州的清洁能源转型中发挥关键作用——提供电网的可靠性，支持风能和太阳能的部署。

ＳｏＣａｌＧａｓ的使命是在美国建立最清洁、最安全、最具创新性的能源公司。为了支持这一使命，ＳｏＣａｌＧａｓ承诺到２０４５年在运营和能源交付中实现温室气体净零排放，并在２０３０年用可再生天然气（ＲＮＧ）替代２０％的传统天然气供应。可再生天然气是由奶牛场、垃圾填埋场和污水处理厂产生的废物制成的。ＳｏＣａｌＧａｓ还致力于投资天然气输送基础设施，同时确保客户负担得起账单。在过去的五年里，该公司投资了近７５亿美元对其管道系统进行升级和现代化，以提高安全性和可靠性。ＳｏＣａｌＧａｓ是森普拉能源（纽约证券交易所代码：ＳＲＥ）的子公司，森普拉能源是一家总部位于圣地亚哥的能源服务控股公司。