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最近，日本东京大学的研究小组利用阳光分解氢和氧的光催化技术，成功地将氢和氧从水中分离出来。在100平方米规模的大规模实验中，成功分离出了高纯度氢气，预计这将有助于提供廉价的大量氢气。
日本媒体最近报道称，像这样的大规模实验中，从未出现过能够以低成本大量生产氢气的技术。
使用催化剂可以把氢从水中分离出来
由日本NEDO、东京都大学、新州大学等组成的研究小组于8月在国际科学杂志《自然》上发表了实验结果。
研究组正在开发利用光催化将水分解为氢和氧的技术。光催化吸收阳光，引起物质之间的化学反应。
在这个实验中，一个与该物质相连的面板被放置在户外，并充满了水。只有氢从阳光产生的氢和氧的混合物中分离出来。这项实验从前年开始，已经进行了大约两年。
氢是一种很难处理的气体，因为它与氧气结合时会燃烧或爆炸。然而，该实验能够安全地将94%的高纯度氢气从70%以上的氢气中分离出来。
该研究小组表示，这是首次在100平方米的面积内分离出氢气，并预计技术将有助于以低成本大量生产氢气。另一方面，任务是开发能更有效地分离氢的新物质，并将其投入实际使用。
研究小组成员、东京大学(University of Tokyo)特别教授多明一(Ichi Dominichi)说，“由于存在爆炸风险，这样大规模的实验在世界上还没有先例。”他说:“但我们已经考虑了如何安全进行，并开发了实验设备。”“我们希望尽快将其投入实际使用，并向世界提供大量廉价的氢。”
为什么氢被称为“完美的能源”?
水是氢直接燃烧或燃料电池产生的电能的产物，可以实现真正的零碳排放，对环境不造成任何污染，因此被称为终极能源或“完美能源”。
广泛的储氢在地球,其能量密度非常高,并且可以气态、液态、氢化和坚实的渲染,以适应各种各样的存储模式和应用程序环境,与化石能源相比,其生产更方便,不受地区限制因素,也不会因地缘政治风险造成资源分布不均，通过可再生能源、制氢，将促进碳中和的实现。
目前，以化石燃料为主要原料的天然气转化占全球制氢总量的95%，而电解水制氢所占比例不到5%，太阳能制氢所占比例更小。太阳能制氢已经发展了40年，被认为是最有前途的方法之一。
现在，日本终于在太阳能制氢方面取得了重大进展。
日本在氢上“豪赌”:这项技术遥遥领先
放眼世界，日本是近年来最热衷于开发氢能的国家之一。日本作为岛国，并不缺乏海水，海水蕴藏着巨大的氢能资源。
2011年之前，日本将其低碳发电目标锁定在核电上，但自福岛核事故以来，日本已转向可再生能源发电。
利用碳捕集(CCS)实现化石燃料脱碳制氢和可再生能源制氢的平价，日本能源自给率非常低，利用零碳可再生能源使氢的清洁、高效、方便储存和运输，无疑是“时间”的选择，从岛国到实现能源安全和碳中和的目标。
拥有百年历史的日本电子企业东芝公司为了应对碳中和时代，在世界范围内利用被称为“未来能源”的氢气，大规模利用可再生能源生产绿色氢气。
早在50年前，东芝就开始做氢能的研究和开发。当时日本的氢路线是碳氢化合物或酒精重整制氢，但现在在零碳的概念下，在过去的10年里，它全面完善了氢能源体系。例如，东芝的燃料电池系统完全由纯氢制成。其H2Rex燃料电池系统已经在日本交付了100多台。该100KW模块化机组可根据需求灵活组合，在高效管道或储罐内的氢气可在启动后不到5分钟内转化为电能和热能。
除了氢气，东芝还有其他有竞争力的能源业务和碳捕集存储技术，这些技术可以根据不同地区的条件和特点灵活组合。它在水电、光伏和地热领域处于世界领先地位。
日本三菱公司10月18日也表示，到2030年，将在可再生能源和氢气等替代能源领域投资2万亿日元(合175.4亿美元)，以促进其脱碳和减排努力。
2017年底，日本政府发布了“氢能基本战略”，目标是到2030年实现每立方米30日元的氢能价格，并将氢电站数量增加到900个，氢汽车数量增加到80万辆。松下最近在大阪建造了H2草津农场。第一家工厂使用太阳能电池板发电，并通过电解水生产氢气。另一种是氢气生产设备和气体重整技术的结合，这一技术来源于ENe-Farm家用天然气燃料电池，该电池已经在以稳定的速度生产氢气。
事实上，这只是日本众多加氢站中的一个。在人口密度极高的日本，加氢站运行的安全性非常重要。截至2018年底，日本已建成96个加油站，目前日本加油站数量已超过100个，稳居世界第一。目前，日本的氢化价格与汽油价格相近，300元的氢能行驶650公里。此外，日本政府还提出，到2025年，氢能源汽车的成本应与混合动力汽车相当。
除了燃料补给站的数量，日本在氢技术的专利数量上也处于领先地位。据统计，全球83%的氢燃料电池技术专利由日本人持有。
尽管氢气具有诸多优势，但它在世界范围内一直受到高成本的困扰，甚至在日本也是如此。在日本，氢气一直依靠政府政策来支持它。日本的选择是世界上对氢最大的赌注之一。
现在，随着日本东京大学的研究小组成功地实现了大规模的太阳能制氢，如果它在未来商业化，毫无疑问，这将大大降低氢的使用成本，促进氢能的商业化和相关产业链的发展。
据《华尔街日报》2021年6月的一篇报道，氢长期以来被认为成本太高、效率太低，不实用。日本的选择是世界上对氢最大的赌注之一。
正如日本在20世纪70年代率先使用液化天然气一样，该计划如果成功，将为全球氢供应链奠定基础，最终使氢成为一种独立的能源，进一步边缘化石油和煤炭，并彻底改变世界能源市场。
现在，日本长期以来对氢的押注可能会带来丰厚的回报，并为这个饱受能源危机和碳中和困扰的国家提供希望的灯塔。
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