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电解水制取氢气和粉末光催化剂制取氢气，从来不是对立的氢气制造技术。两者都是构筑氢气社会必不可少(图1)。各种剩余电力通过电解水的方式，把能量储存在氢气中，实现对不稳定可再生能源的电力调节。在过去的报道中(点击进入)，我们也报道日本的FH2R项目，该项目旨在通过调整电力系统的供需平衡，在不使用蓄电池的情况下，最大限度地利用输出波动较大的可再生能源，并建立清洁，低成本的制氢技术。
图1. 未来氢气社会构想图丨《エネルギー変換型光触媒》第1章第7页
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②光催化电极（光电极）分解水 VS ③粉末光催化剂分解水
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1. 光电极分解水虽然STH值很高，但是高效率的电极制作，依托于半导体工程（高真空，高成本靶材等），很难实现低成本大面积化。 -
2. 光催化电极的分解水活性和大面积化的难易程度呈现trade-off关系。 -
3. 经历了40年的研究，其输出功率尚未超过100W。
图2. 各种高效率光电极分解水输出功率和100m2试验田对比图
①太阳能电池(PV)+电解槽分解水制取氢气 VS
③粉末光催化剂分解水的对比
那么这个电解水过程中，电能消耗究竟是多少呢？我们来计算下
1个电子的电荷量＝1.6×10-19 C
法拉第常数（1mol的电荷量）＝ 9.65×104C/mol
2H+ +2e-→H2
1C（库伦）× 1秒＝1A
电解水所需要最小电压按照1.5V来计算，那么电解1kg氢气需要消耗多少能量？
1kg中氢气的摩尔数＝1000g÷2g/mol＝500mol
还原1kg水需要的电荷量＝500mol×9.65×104C/mol×2＝9.65×107C
其所需要的电能大概为40KWh(图3的资料上的计算多少有误)。
结论是，实际大概在55KWh左右(图3)。
图3. 电分解水的成本计算以及和通过液化气制取氢气的成本对比
图4. 利用剩余电力分解水成本概算图
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.11.119
注1：LCA(引用自维基百科)
生命周期评估（英语：Life-cycle assessment，LCA；）系指分析评估一项产品从生产、使用到废弃或回收再利用等不同阶段所造成的环境冲击。例如:产品或技术的生命周期是指从摇篮到坟墓（英语：Cradle-to-grave）的整个时期，涵盖了原物料的取得及处理，产品制造、运输、使用和维护，到最收回或是终处置阶段。
生命周期评估会条列出所有产品相关产业（如：制造、使用及服务）中使用的能源和材料，并计算出对环境的排放量，进而评估可能对环境的影响。最终目的是为了记录并改善产品对环境的负面影响。
这里所谓的环境冲击，包括能源使用、资源的耗用、污染排放等。
图5. 利用各种技术制造Solar-H2的成本预测
引用：《光触媒/光半導体を利用した人工光合成―最先端科学から実装技術への発展を目指して》 监修 堂免 一成; 瀬戸山 亨，第四章，194页。
备注：氢气制造的成本排除了运输，储存；以单一氢气制造的unit计算。
STH=10%时，AM=1.5的太阳光，氢气生产速度相当于4.3kg/m2
该计算参考资料：PV challenge(NEDO),PEC Report(DOE),电解水（电中研报告书），还有一部分AIST资料整理而成。
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