麻省理工學院（MIT）工程師們設計出一種完全依靠太陽能驅動的新型反應器系統，旨在生產綠色、零碳排放的氫燃料。

MIT的工程師們提出了系統的概念設計，可以高效利用“太陽熱化學制氫”。該研究公布在《太陽能雜志》上。太陽熱化學制氫(STCH)是零排放的替代方案。但是現有的STCH設計效率有限，只有約7%的太陽光能用于制氫。迄今為止的結果是氫的產量低，而成本高。

MIT團隊邁出了實現太陽能制氫的重要一步，他們的新設計可以利用40%的太陽熱量制氫。提高效率會降低系統總成本，使STCH成為潛在可擴展、經濟實惠的選擇，有助于減少運輸業的碳排放。

MIT系統的概念設計類似于其他已提出的設計。該系統將與現有的太陽熱源（如集中式太陽能發電廠）配對，后者是一個由數百面鏡子組成的圓形陣列，用于收集和反射陽光至中央接收塔。STCH系統吸收接收器的熱量，用于分解水并生成氫氣。這一過程與電解不同，電解使用電而不是熱量來分解水。

STCH系統概念的核心是一個兩步熱化學反應。在第一步中，以蒸汽的形式存在的水暴露給金屬。金屬從蒸汽中吸氧，留下氫氣。這種金屬“氧化”類似于在水的存在下鐵的生銹，但發生得快得多。一旦分離出氫氣，氧化（或生銹）金屬將在真空中被再次加熱，以逆轉生銹過程并再生金屬。去除氧氣后，金屬可以冷卻并再次暴露給蒸汽以生成更多氫氣。這個過程可以重復數百次。

MIT系統的設計優化了這一過程。整個系統看起來像是火車般的反應器系統，沿著圓形軌道運行。在實踐中，這個軌道將圍繞太陽熱源（如CSP塔）設置?；疖囍械拿總€反應器將容納進行可逆生銹過程的金屬。每個反應器首先要經過一個高溫站，在那里會在高達1500攝氏度的溫度下暴露于太陽熱量。這種極端的熱量可以有效地從反應器的金屬中吸氧。然后，金屬處于“還原”狀態，準備好從蒸汽中吸氧生成氫氣。為了實現這一過程，反應器將移到溫度約為1000攝氏度的冷卻站，那里將暴露于蒸汽以生成氫氣。

亞利桑那州立大學化工工程助理教授Christopher Muhich表示，我們必須考慮系統中的每一點能量的使用，以最大限度的降低成本。利用該系統，我們發現用來制氫的熱量全部來自太陽。這可利用40%的太陽能熱量制氫。

在接下來的一年中，該團隊將建造該系統的原型，并計劃在美國能源部實驗室的集中式太陽能發電廠中進行測試，該項目獲得政府資助。