在以色列创新者的领导下，氢燃料未来点燃的希望

在欧洲和远东投资的同时，以色列的科技也在研发。新成立的国家还能再赢一次Mobileye吗？

艾丽斯是在巴黎航展上由首席执行官Omer Bar-Yohay于2019年6月19日介绍的。(截图：YouTube)

在埃及出埃及的时候，上帝分裂了大海以拯救以色列人。几千年后，以色列的许多人越来越多地认为，重复奇迹--但在分子层面--是帮助拯救地球其他地区的关键。

在世界各地，通过分离和统一构成水的元素来获得氢动力的承诺正在引发下一次清洁能源革命。

这项技术还处于起步阶段，但政府和私营部门都在投入资金，开发出更有效、更高效、更有成本效益的氢利用方式。

远东、欧洲和美国部分地区正在投资数十亿美元，建设氢基础设施，为卡车、重工业甚至家庭提供动力。

微小的以色列既不制造汽车，也没有重工业。此外，能源部正致力于用污染较小的天然气取代煤炭，并加强基础设施建设，以实现到2030年通过可再生能源(主要是太阳能)发电占全国能源总量30%的目标。

但大型海外公司抢购了以色列的许多创新产品。最大的一次是在2017年，当时美国巨头英特尔公司(Intel Corp.)收购了Mobileye一家总部位于耶路撒冷的先进视觉和驾驶辅助系统开发商，斥资153亿美元，帮助该公司在快速增长的自动驾驶汽车市场上成为领先的技术参与者。

新成立的国家能否以一项为氢经济创造的天才科技来实现这一目标呢？

比任何化石燃料都更清洁更安全

只有一公斤氢的能量相当于7.4升(两加仑)汽油的能量。

它可以储存，可以长途运输，比化石燃料安全，而且完全清洁。它唯一的废品是水。

因为它可以在有水和电力的地方生产，所以它可以为那些依赖煤炭、石油和天然气生产的国家提供一些能源独立。

氢必须制造出来，因为它自然存在于地球上，只有与其他元素结合在一起。其中包括氧气(与氢结合形成水)和碳(碳)，碳与氢结合，生成化石燃料中的碳氢化合物。

到目前为止，氢已经在世界范围内被制造出来，用于生产化肥用的氨，以及柴油和航空燃油等较轻的石油。美国宇航局和俄罗斯太空计划几十年来一直在使用氢作为火箭燃料。

2018年12月14日，美国宇航局将一个巨大的液氢储罐移至阿拉巴马州亨茨维尔进行测试，作为最终重返月球计划的一部分。(丽贝卡·桑塔纳，美联社)

但它们仍然昂贵，笨重，不适合大型，长途车辆，因为它们占用的空间和需要停几个小时来充电，因此，对于这种需要，正在探索氢作为一种替代方案。(追求不同的方向，一家名为ElectrtReon的以色列公司正在开辟铺设地下电缆的先河。车辆行驶时充电).

氢的研究主要集中在电解槽和燃料电池上。

燃料电池是电解槽利用电将水分解成氢和氧的设备。到目前为止，用于电解的电流是由化石燃料提供的，但这些电流正在被更便宜、污染较少、可再生的能源，如太阳能所取代。

在德国最大的电池研究机构之一“电池创新和技术中心”(BITC)开幕期间，位于德国阿纳斯塔特的宜家弗劳恩和费尔陶瓷技术和系统研究所的CFY燃料电池堆叠(BITC)。(美联社图片/延斯·迈耶)

例如，当需要动力来驾驶汽车时，氢和氧通过催化剂在燃料电池内重新结合，这引发了两者之间产生能量的电化学反应。

燃料电池系统干净而安静，不需要像电池一样充电，但只要有氢气，就继续发电。

它们可以达到比市场上最好的电池高出10倍的能量密度，这意味着它们可以持续10倍的时间，或者使一辆汽车能够行驶相同的距离，同时留下的碳足迹要低得多。

但是，要使该技术具有成本效益，仍有严重的障碍需要克服。例如，在许多催化剂中使用的铂可以使燃料电池的生产比钻探、运输和提炼化石燃料更昂贵。燃料电池也需要变得更加坚固。

能源部一位高级官员告诉以色列时报：“我们确实看到了氢的未来位置，但目前它仍然很昂贵，而且对大多数应用来说都不经济上值得。”

他接着说：“目前，通过氢储存的效率还不到50%，电池做得更好。氢还没有做好完全商业部署的准备，但我们和其他国家正在对氢进行投资，以使其成为这样。“

以色列燃料电池联合会

以色列化学工程师、特拉维夫附近的Bar-Ilan大学副教授Lior Elbaz目前第二次在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室担任访问科学家。该实验室以研发美国原子弹而闻名，目前是燃料电池研究的领头羊。

在第一次在以色列从事博士后研究之后，埃尔巴兹回到以色列，并说服总理办公室(负责协调部际燃料选择和智能移动倡议)，让他将以色列所有大学的一些最优秀的人才聚集在一个燃料电池联盟之下。今天，来自全国各地的12名研究人员正在合作开展改善燃料电池耐用性和电力并降低成本的项目。

Lior Elbaz，律师伊兰大学副教授，以色列燃料电池联合会负责人。Courtesy，(Elbaz教授)

例如，elbaz在bar-ilan大学的实验室已经开发出太阳能驱动燃料电池，有望在未来三到五年内投放市场。Elbaz说，它们的寿命是市场竞争对手的三到四倍，碳足迹是市场竞争对手的四到五倍。该系统将使一所房子能够实现能源自给自足，并将过剩的电力输送到国家电网中。

在以色列创新管理局和国防部研究部门的支持下，12名研究人员现在已经准备好将想法付诸实践，与以色列两家领先的燃料电池公司--GenCell和PO-Celltech建立了一个工业学术联盟。

降价

在另一项与燃料电池联盟没有关联的创新项目中，以色列北部海法科技学院的大技术能源项目的研究人员专注于电解，这一过程驱动着化学反应，在一种更有效地利用电力的技术中，在几个步骤中开创了一种分离氢和氧的方法。

从右起：以色列理工学院Hen Dotan博士、Avner Rothschild教授、Aviail Grader博士和Gideon Grader教授。(技术)

据前技术化学工程系系主任吉迪恩·格兰德教授称，这样做将使电解效率从目前的70%-75%提高到95%，并将所需资本投资减半。

这一进展背后的科学家-Grader教授、材料科学和工程系的Avner Rothschild教授、Hen Dotan和Avitail Landman(这项研究完成时是一名博士生)--已经与流行的应用程序Viber、Juno和iMesh的一些商业头脑联合起来，其中包括Talmon Marco。H2PrO用于产品的商业开发。

韩国汽车制造商现代而规模庞大的日本企业集团住友(Sumitomo)已经入股。

植物治理

制造氢的最有趣和不寻常的技术之一来自特拉维夫大学的Iftach Yaco by教授与亚利桑那大学的Kevin Redding教授以及Andrey Kanygin和Yuval Milrad的学生进行的研究。

特拉维夫大学的Iftach Yaco by教授正在与亚利桑那大学的Kevin Redding教授和学生Andrey Kanygin和Yuval Milrad合作，研究出厂发电的方法。(由Iftach Yaco by提供)

在听起来像是科幻小说的故事中，该团队成功地使用了一座工厂来发电和制造氢气，就像今年早些时候在“华尔街日报”上报道的那样。能源与环境科学.

“每一个活着的绿色东西都是一个化工厂，”亚克比告诉以色列时报。就像太阳能电池板、植物和藻类一样，植物和藻类利用叶绿素吸收太阳的能量，并将其转化为电流。

研究小组的突破是确定微藻细胞中电流的来源，然后通过基因修饰将氢化酶附着在该来源上。因此，藻类已经开始在完全可持续和清洁的过程中产生氢。

2020年6月11日，特拉维夫大学的Iftach Yaco by教授在研究植物发电能力的过程中研究了一种光生物反应器。(Jack guez/AFP)

雅克比说：“我们最乐观的评估是，植物产生的氢有一天将与粮食同等经济价值，这些植物对我们的能源安全的重要性将与粮食(如小麦)对我们粮食安全的重要性一样重要。”

贮氢

开发以氢为基础的可持续能源储存，利用太阳能等能源，可能是解决可再生能源最大问题之一的关键--即当太阳不发光或风不吹时，不提供氢气储存。

目前，储氢所需的能源非常昂贵。需要高压储罐将氢气体积压缩为气体。由于气体只有在−252.9°C(−423°F)时才会变成液体，所以作为液体储存和运输(新的梅赛德斯-奔驰也是如此。)GEnH 2重型卡车这意味着能源密集型的冷却系统和精密的绝缘。

以色列公司基因细胞他的工作人员包括许多阿波罗和和平号太空项目的老兵，他们开发了一种方法用氢气储存在氨中可以在一系列市场上使用的离网和备用电源。氨包括氢和氮。当需要氢时，它会与氮分离，氮气安全地蒸发到空气中，并被公司的燃料电池发电机用来发电。

GenCellA5离网电源解决方案可以在一个12吨的氨水罐上运行一整年24×7，并且可以很容易地部署在任何农村电信基站上。(提供)

但是氨也需要压力才能保持液态。

魏茨曼研究所的大卫·米尔斯坦教授。(YouTube截图)

在Rehovot的魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute Of Science)，以色列奖得主大卫·米尔斯坦教授(David Milstein)领导的一个团队发现了一种无需压力的贮氢方法，使用了普遍可用的有机液体，如乙二醇(也称为防冻剂)，并在催化剂中使用了比铂便宜得多的金属。加入氢气也可以使液体再生，并可在环境条件下以这种形式无限期地储存。概念的论证是完整的，未来的计划是将科学发展转化为储氢、发电和再生的技术现实。

以色列与氢气市场

在商业层面上，以色列有一家分水公司H2PrO和两家燃料电池公司-Gencell和PO-Celltech，后者是Elbit系统公司.例如，Gencell已经在为墨西哥城的地下交通系统提供备用燃料电池。

以色列所有的主要燃料公司都在期待着氢气的未来。Sonol计划在未来三年内建立第一个氢气加气站。Paz正在投资GenCell，以及电子元器件制造巨头TDK和以色列企业家BennyLamda。海法湾巴赞炼油厂那里的日子似乎是屈指可数的。已经建立了一个创新中心，拥有H2PrO的股份，并希望成为氢市场的重要参与者。即使是国有企业石油能源基础设施有限公司负责以色列燃料基础设施的公司正在制定一项大规模储氢战略。

政府的援助之手

早在2011年，以色列总理办公室就启动了燃料选择倡议一个伞式机构，将各部委、公司和学者聚集在一起，协调化石燃料替代品的研究和学术及商业发展的所有方面。

该倡议包括以色列国家电化学推进研究中心(INREP))，资助研究和开发，从学术研究到试验和示范项目。该中心汇集了以色列所有大学的科学家，旨在推进电动汽车、电池和燃料电池运输技术的研究。创新管理局支持在这一领域工作的以色列投资者和技术公司。

2016年11月3日在特拉维夫举行的以色列燃料选择倡议峰会上，这架电动飞机模型。(梅兰妮·利德曼/以色列时报)

政府还为创建以色列卓越研究中心(ICRE)提供了资金。由Gideon Grader教授领导的太阳能燃料研究室的一个分支，将来自国内几个顶尖学术机构的40名研究人员聚集在一起，其中一些是氢

其中一些是氢技术方面的专家。

能源部资助了一些项目，其中包括Sonol计划中的氢燃料站，以及宝洁、Elbit和Gencell.

“我认为到2030年，我们将有氢气加气站，”Grader预测。“已经有关于监管的讨论了。但我们会先在其他地方看到，主要是在远东。在以色列，事情进展缓慢。“

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