可再生能源的一个弊端是其间歇性。天气条件变化多端,从多云到有风的变化,可能导致电力需求供不应求或供大于求。当今传统化石燃料电网在快速响应打开或关闭的能力上也有所不足,无法迅速与这些间歇性可再生能源相匹配,进而导致太阳能和风能的停用或限制。如果基准发电量不足,增加可再生能源则可能导致电网不稳定或断电。
因此,这样的间歇性挑战让电网平衡有了用武之地。在电力充足时,电解槽可以利用可再生电力将水分解为氢气和氧气。随后,这些可再生或绿色氢气可以被储存起来,在电网需要额外供应时将氢气与燃料电池中的氧气结合起来,进而完成再次发电。
铂族金属(PGM)是此类绿色氢气生产和使用生态系统中的重要组成部分。电解槽的活性部分使用了铂和铱涂层,在使其能够迅速启动和关闭的同时,还具备较高的耐用性。此外,该系统还可以扩展至数千兆瓦级,帮助解决电网规模稳定性弱的问题。
与此同时,通过PGM催化剂可以将氢气与氧气结合并产生电力,这种使用可再生电力电解制取的绿色氢气可以通过燃料电池转化为零碳交通燃料。这对于那些难以脱碳的行业尤为重要,例如:不适合使用电池的重型卡车,以及由于需要高能量密度燃料而面临独特挑战的船舶和航空产业。
此外,氢气还可用于制造零碳热能和电力,并为炼钢和氨制造等难以脱碳的行业生产零碳氢气提供原料。
为整个化学价值链构建模块
长远来说,当绿色氢气与从碳密集型产业得到的二氧化碳相结合时,我们就拥有了整个化学价值链的构建模块。因此,生产零碳石油化工产品和氢气衍生的合成液体燃料(即所谓的电动燃料),为贵金属在可再生氢气生产与其他增值产品的催化方面提供了巨大机遇。
此外,PGM也可以在氢的生产和使用方面做出重大贡献,并有助于绿色氢的储存和分配。一些最有前景的大规模储存和分配方法包括使用PGM催化剂将氢储存在传统的、广泛使用的化学品中(包括有机溶剂和氨),然后再将氢释放到需要它的地方。