看技術和材料正在如何實現氫能驅動的未來
東麗 (Toray) 的許多解決方案都著眼于推進碳中和、解決全球環境問題，并保障每個人都能擁有一個安全和衛生的生活環境。
這是有史以來的突破，綠氫正在逐漸有望成為主要能源。無論是在大規模發電、供熱、交通運輸燃料，還是工業應用方面，這種清潔能源均蘊藏著巨大的潛力。據高盛 (Goldman Sachs) 預測，至2050 年，綠氫最多可以滿足世界能源需求的 25%，成為一個總價值 10 萬億美元的潛在市場 。普華永道 (PWC) 預計，屆時氫能可以取代約 104 億桶石油當量的能源（約為新冠疫情前全球石油產量的 37%），并可使全球氫氣供應鏈得以創造約 40 萬個就業機會 。氫能委員會 (Hydrogen Council) 認為，在同樣的時間框架內， 采用綠氫可以減少目前二氧化碳 (CO2) 年排放量的 18% ，這將大大促進實現一個凈零排放的世界。
在各種應用中使用氫能并不是什么新鮮事。這二十多年來，在美國、日本和歐洲的道路上，燃料電池汽車 (FCV) 屢屢可見。然而，采用成本和基礎設施開發是阻礙氫能普及道路上的一個壁壘。值得慶幸的是，像東麗這樣的公司正在挑戰現狀。東麗宣揚"東麗材料，擁有改變生活的力量" ，秉持這種信念，該公司不斷在開發一系列突破性的材料。從綠氫生產到運輸、儲存和使用，東麗正在努力幫助世界進行社會轉型，過渡到以氫能為主要能源的社會。
推進燃料電池技術
東麗對于 FCV做出了引人矚目的貢獻。該公司為車輛燃料電池提供電極基礎材料，并為汽車行駛過程中的儲氫高壓罐提供了高強度碳纖維和襯里樹脂。該公司在德國的子公司 Greenerity 是催化劑涂層膜 (CCM) 和膜電極組件 (MEA) 領域的領先生產商，二者都是氫燃料電池的核心部件。
該公司的開創性電解質膜技術是一項潛力巨大的顛覆性技術，其多項特性適用于氫燃料電池。東麗株式會社 (Toray Industries) 經營企劃室的常任顧問出口雄吉先生解釋道: "東麗的烴基電解質膜具有很高的質子導電率，特別是在高濕度條件下，約是現有氟系電解質膜的兩倍。它的氣體滲透率非常低，這提高了氫裝置的效率和安全性。它還具有較高的機械強度，并能承受高溫。" 這些特質使東麗燃料電池膜的效率高于傳統型號。此外，該公司的碳纖維儲氫罐降低了FCV 的重量，并提高了其燃料效率。
工業可擴展性
東麗堅信其烴基電解質膜背后的技術可以用于其他大型應用，開始將其用于水電解制氫，并將氫氣壓縮以便儲存和運輸。
關于前者，聚合物電解質膜 (PEM) 水電解正迅速成為該領域的主流解決方案。這是因為相對于水電解中使用的其他類型的膜，PEM 兼具通用性和高性能。到目前為止，水電解中最常見的 PEM 是氟系電解質膜。東麗正在進一步提升水電解技術，該公司的烴基電解質膜可實現高于氟系電解質膜兩倍的電流密度，與傳統解決方案相比，這將使單位膜面積產生的氫氣量增加一倍。
"單位膜面積的通過電流翻倍后，將降低所需的設備成本。此外，低膜電阻和低氣體滲透率使電解系統更安全、更高效、更迅速，從而可以服務更多的人群和機構"
東麗株式會社 (Toray Industries)
經營企劃室常任顧問 出口雄吉
東麗相信，這項技術將進一步發展，在各式各樣的應用中提升綠氫的潛力，同時降低水電解裝置的制造成本。"單位膜面積的通過電流翻倍后，將降低所需的設備成本。此外，低膜電阻和低氣體滲透率使電解系統更安全、更高效、更迅速，從而可以服務更多的人群和機構，"出口先生激動地表示，"這些特性預計會在未來有助于大幅降低綠氫的制造成本。"
試驗和原型
歷史證明，要在大規模發電中實現水電解系統的大型化，以及進行工業水平的供熱和燃料運輸，這二者都具有挑戰性。通常情況下，原因多出在制造工序成本高昂，運作部署不切實際。
為了克服這個問題，東麗與西門子能源 (Siemens Energy) 合作，將東麗的烴基電解質膜和西門子能源 (Siemens Energy) 的 PEM 水電解堆系統 Elyzer相結合。通過使堆棧系統變得更大、更加模塊化，并在此基礎上配合使用東麗的烴基電解質膜，這兩家公司正在加速開發工業規模的低成本水電解系統。
行業耦合（sector coupling，電力行業和非電力行業的能源供應和能源終端使用的無縫整合）有望進一步帶來收益，從而提高能源系統的效率并減少碳排放。綠氫可用于大規模發電，可在氫能的使用場所轉換為電力，也可用于供熱、提供運輸燃料，或用于多種工業應用。日本中部的山梨縣就有這樣一個應用實例。在這里，東麗正在與公辦機構和民間組織的合作伙伴們共同開發一個利用烴基電解質膜的大規模水電解系統。在未來的四年內，這種電轉氣 (P2G，Power-to-gas) 系統將安裝在工廠等大型場所，旨在通過使用氫氣鍋爐實現供熱脫碳。
作為P2G 項目的一部分，東麗還與卡吉精密技術 (Kaji Technology) 合作開發了日本首個針對FCV 和其他應用領域的示范性加氫站 ，使用電化學壓縮機將低壓氫通過 PEM 轉入高壓儲氫罐中。該項目由日本新能源產業技術綜合開發機構 (New Energy and Industrial Technology Development Organisation/NEDO) 委托進行，采用東麗的 PEM 和堆棧，并使用氧化還原反應來壓縮氫，而所使用的電力來源于可再生資源。該創新系統儲存著壓縮至 19.6 兆帕的氫，現在安裝于山梨縣甲府市的一個電力儲存技術研究基地。
邁向循環經濟
東麗懷揣著同樣的開拓者精神，正在致力于碳回收的研究。例如，可以將焚燒和火力發電中產生的二氧化碳捕集起來并與氫反應，以生產其他化學品和氣體。隨著全球第一種具有納米級連續孔結構的多孔碳纖維的誕生，該公司的議程由此穩步推進。最新版本于 2019 年首次推出 ，效率是傳統無機二氧化碳分離膜組件的五倍 ，該工藝更快、更具成本效益。
氫在碳循環中發揮著重要作用。例如，氫常用于化學分解和有用物質再利用時的反應中。
東麗株式會社 (Toray Industries)
經營企劃室常任顧問 出口雄吉
"氫在碳循環中發揮著重要作用。例如，氫常用于化學分解和有用物質再利用時的反應中。更直白地說，它可以與收集的二氧化碳化合，生產出各種化學品，包括甲烷，"出口先生解釋說，"實現此類碳回收的化學工藝和生物工藝是對東麗等化工企業多年來積累技術的拓展，我們視之為一個巨大的機會。"
東麗追求技術和材料的極限、精益求精，這讓綠氫的生產、運輸、儲存和使用迅速獲得了成本競爭力。該公司的不斷突破也使真正的循環經濟成為可能。
東麗相信，綠氫在未來十年將大有作為。因為它在生產和產品流通方面，與其他同類企業相比更具競爭力，并且得益于行業耦合和碳回收，它會變得更加高效、環保。所有這些都彰顯了該公司對碳中和、解決全球環境問題，以及保障每個人的安全衛生的生活環境所做出的積極貢獻。
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