德研究所创光转氢效率 31.3% 新纪录

钱伯章 2026-07-04

德国弗劳恩霍夫研究所结合航天太阳能电池与 PEM 电解槽，实现 31.3% 光转氢效率，有望提升绿氢经济性。

德国弗劳恩霍夫太阳能研究所（Fraunhofer ISE）的科学家2026年7月1日将航天级太阳能电池与质子交换膜（PEM）电解装置结合，实现了高达31.3%的太阳光直接转化为氢气的效率纪录。

该技术跳过了先发电再制氢的传统步骤，有望解决此前2023年研究中发现的问题——当时全球规划的绿色氢产能中仅有7%按期建成，主要受限于成本和效率瓶颈。

首席研究员弗兰克·迪姆罗特（Frank Dimroth）正为计划成立的衍生公司Clearsun Energy寻求投资，恰逢霍尔木兹海峡能源危机重新激发了市场对绿色氢能的资金关注。

德国一支科研团队发现了一种高效利用阳光生产氢燃料的方法，可能解决绿色氢能行业面临的部分关键挑战，并为清洁化一些污染最严重的工业部门提供优雅的解决方案。这一新型原型采用一种用于航天器的太阳能电池，是未来实现完全清洁燃烧燃料商业化大规模生产的可行性验证。

德国巴登-符腾堡州弗莱堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）的科学家将光伏电池与质子交换膜电解槽结合，开发出一种全新系统，可将阳光转化为氢气，效率高达31.3%。《有趣工程》表示：新纪录表明，氢气可以直接高效地由阳光生产。

该原型依赖于III-V太阳能电池，这是目前全球效率最高的太阳能电池。由于其高性能和耐用性，这些电池长期以来一直被用于航天器中。

绿色氢气长期以来被视为钢铁和航运等难以减排的工业领域的重要清洁能源替代品。与分别驱动这些行业的高排放燃煤和重油类似，氢气燃烧时也能产生大量热量。但与之不同的是，氢气燃烧后不会留下CO2及其他温室气体和污染物，只会产生水蒸气。

有一个主要问题——氢气的绿色程度取决于生产它所用的能源。目前全球经济中使用的绝大多数氢气是灰氢，即通过化石燃料制取，因此无法有效减少特定行业的碳足迹。多年来，利用可再生能源生产的绿氢一直被视为清洁能源转型的“灵丹妙药”，但和往常一样，现实要复杂得多。

近年来，全球对绿色氢气的雄心壮志已大幅减弱。一项关于“绿色氢气目标与实施差距”的2025年研究发现，2023年计划中的绿色氢气项目实际实现率不足十分之一。该论文发表于科学期刊《自然·能源》，文中指出：我们追踪了190个项目三年的情况，发现2023年存在巨大的实施缺口，全球公布的产能中仅有7%按期完成。

在许多——甚至大多数——应用中，可再生能源直接使用比用于制氢更有价值。国际可再生能源机构（IRENA）2022年的一份报告警告称，应避免“盲目使用氢能”，指出大规模使用氢能“可能不符合脱碳世界的需求”，因为“这需要专门的可再生能源，而这些能源本可用于其他用途”。换句话说，即使我们能够以不亏损的方式用绿色能源生产氢气，仍然会损失效率，而这些清洁能源资源或许在其他地方更有价值。简单来说，绿氢的生产成本高且效率低。

因此，弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）的这一突破可能具有重大颠覆性。与以往先通过光伏太阳能板发电，再利用电能制氢不同，这种新型原型直接将阳光转化为氢气，省去了中间步骤。由于阳光是一种取之不尽的资源，这种方法有望成为改变游戏规则的技术，实现重工业的脱碳，同时不会占用其他领域所需的清洁能源。

然而，该模型距离真正进入市场并彻底改变现状仍有很长的路要走。目前开发仍处于早期阶段，很难说以多快的速度实现具有竞争力的系统。为了进一步推进这一概念，我们正在为计划中的衍生公司Clearsun Energy寻求投资者。

幸运的是，目前正是推动绿色氢气研究融资的最佳时机。在经历了多年对该技术兴趣低迷以及初创企业泡沫几乎破裂之后，如今从霍尔木兹海峡引发的全球能源危机重新激发了投资者对绿色氢气的兴趣。

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