当记者踏入动力工程多相流国家重点实验室时,眼前300多平方米的实验室大厅被错综复杂的管道和实验器材塞满,阴冷的实验室与身着白色工作服的工作人员形成鲜明对比。氢能作为一种高效、洁净的新能源载体,通过将太阳能转化为氢,利用其能量密度高、无污染、可储存、可运输等优点,实现太阳能的低成本高效率规模化利用,是当前国际能源领域的热点课题。
实验室副主任白博峰介绍,该实验室利用太阳能可再生资源,通过加热和冷却设备在高温高压水环境下,将生物质能大规模转化为氢能。记者参观了两个利用电能加热的生物质热解制氢实验系统。这些系统由大小不一的瓶罐和管道组成,利用麦秆、稻壳等生物质,通过反应器高温高压处理,分离热解出氢、水和二氧化碳。第二套系统在生物质中加入煤,产生协同效应,使气体产物中氢含量达60%以上,且不含氮和氯,减少环境污染,是一个可实现大规模、高效率、连续性的制氢系统。这两个系统均为实验室自主研制,并获得国家发明专利。
目前正在建设的实验平台是生物质与太阳能耦合热解制氢多相流实验平台,其基本原理与前两个系统相同,但利用太阳能代替电能,这是生物质热解制氢的最终目标。白博峰表示,实验室能够申请到国家973重点项目,建立在以往科学研究基础上,也离不开科研队伍的团队精神。
“利用太阳能规模制氢的基础研究”项目重点进行太阳能光解水、太阳能热解水和生物质能制氢的基础理论研究。除了生物质能制氢,还包括光催化制氢和微生物发酵制氢等多种途径,旨在建立大规模高效低成本制氢的理论与技术体系。在微生物发酵与光催化耦合制氢实验室,普通水加上催化剂,在太阳光照射下产生氢能,这类似于“水变油”,但利用的是太阳光能而非热能。实验室还自主研发催化剂,并拥有化学分析室、多种商用计算软件和平台,以及世界顶级的实验设备。
目前,实验室正在购买更先进的多相流测试系统,完善多相流动、传热、物理化学性能测试平台的功能,提高测量精度。动力工程多相流实验室不愧为国家重点实验室,是国家重点科研项目的平台。离开时,白博峰风趣地说:“我们的实验室就是一个地道的生产数据的‘工厂’!”