燃烧天然气来产 生氢气不被认 为是最清洁或 能量最少的 氢 气生产方法。 但是一家公司正在开发一 项技术，这项技术可能会彻底 改变化工厂和炼油厂几十年来 生产氢气的技术。总部位于美 国休斯顿的 Syzygy 正在开发 无燃烧光反应器，利用光而不 是热来催化反应，生产零排放 和低排放的氢气和其他化学物 质。这项技术利用了莱斯大学 研究人员开发的光催化剂。 “这项技术是由低成本材 料制成的。因为我们不需要燃 烧燃料，反应堆内部的条件非 常温和，所以建造成本很低。 它 运 行 效 率 极 高。”Syzygy Plasmonics 首席执行官特雷 弗·贝斯特称：“我们的光源 将电子转化为光子的效率达到 95%。意味着我们的反应堆电 池整体能效接近 80%，是同类 产品中最好的。非常高的效率 意味着低运营成本。便宜的材 料意味着低资本成本。使用可 再生电力意味着没有排放。因 此，我们是能源行业最廉价、 最清洁替代品。” 等离子体动力学是一个研 究光如何与金属纳米粒子和纳 米结构相互作用的领域，随着 世界寻求低碳能源以降低排放， 基于等离子体动力学的技术正 在取得进展。氢被认为是一种 很有前途的途径，因为它的多 功能性和缺乏温室气体排放。 贝 斯 特 认 为，Syzygy 的 技术对炼油厂和化工厂的作 用，就像智能手机对电信业的 影响、半导体对计算机行业的 影响一样。 他说：“我们非常坚信，这 项技术有可能颠覆整个行业。
 
等离子体效应
 
目前，蒸汽甲烷重整 (SMR) 是最常用的制氢方法。在 SMR 中，甲烷与高温蒸汽反应，并与 催化剂接触，产生氢气和二氧化 碳。然而，这个在反应堆中进行 的过程是能源密集型的，需要大 量的热量并产生二氧化碳排放。 Syzygy 的技术不需要燃烧 天然气来进行化学反应。相反， 莱斯大学的研究人员内奥米·哈 拉斯和彼得·诺德兰德在 2016 年发现了一种可能改变游戏规则 的光催化剂，它利用光子来驱动 化学反应。Syzygy 研究人员将 传统催化剂材料的纳米颗粒放入 更大的等离子体纳米颗粒中，可 以收集光，显著提高捕获和光传 输效率。 Best 将光催化剂描述为更高 效、更稳定、更有活性和更便宜。 “它的性能超出了图表范围， 没有人曾经制造过可以大规模使 用这种类型的催化剂为工业生产 清洁分子的化学反应器，我们很 快想象出一个由人造光驱动的化 学反应器，它由可再生电力提供 动力，可以制造许多不同种类的 分子，而不会产生排放。”贝斯 特补充道。 光 催 化 剂 用 于 Syzygy 的 Rigel 反应堆电池。每个光反应 器大约 6.5 英尺高，2.5 英尺宽， 有一个光催化剂填充的套管，周 围有一个灯箱。该公司在其网站 上解释说，光反应器的库存可以 堆 叠， 从 每 天 1 吨 产 品 到 每 天 100 吨或更多。当反应器打开时， 反应器内的光催化剂被来自光的 光子激活 , 这每秒钟引发数万亿 次反应。 结果是低碳密度化学品、可 持续燃料、可再生甲醇或零排放 或低排放氢 ( 当可再生电力驱动 光源时 )。不同的催化剂和原料用 于生产氢气或其他产品。
 
与传统蒸汽重整相比
 
贝斯特认为当使用该技术确认提交生 产氢气时，蒸汽重整过程基本上 与传统的蒸汽重整过程相同。 贝斯特说 :“与我们的主要区 别在于，在传统的蒸汽重整器中， 你通过燃烧燃料来驱动装置，这 大约占总排放量的 40%。”当使 用可再生电力时，这 40% 就被消 除了。“其余的排放是所谓的工 艺气体。这实际上不是通过燃烧 产生的，而是通过将 CH4 和水转 化为氢和二氧化碳产生的。二氧 化碳非常集中，比燃烧部分更容 易进行碳捕获。最终，我们可以 将蓝色氢的成本降低约 20%。” 总体成本取决于可再生电力 的价格。 与电解 ( 利用可再生能源将水 分子分解为氢和氧的过程 ) 相比， 该技术所需的电力也更少。 贝斯特表示，要从电解槽中 得 到 一 公 斤 的 氢， 你 需 要 50 到 60 千瓦时。如果你想从我们的工 艺 中 获 得 一 公 斤 氢， 需 要 10 到 15 千瓦时。但是电费越贵面临的 挑战就越大。 在天然气价格较高的地区， 依赖天然气的技术也是如此。所有的技术都很好，都有 自己的一席之地，根据投入价格 或电力和饲料，我们认为我们的 技术适用于全球约 70% 的地区。”
 
走向市场
 
等离子光化学不再是未来 主义。“这实际上正在发生。 我们有一个制造计划，可以生 产成千上万个这样的电池，并 在世界各地的多个工厂运行了 成千上万个小时。”该公司的 工业示范设施位于美国德克萨 斯州的 Pearland，就在休斯顿 郊外。“我们正处于颠覆这个 市场的风口浪尖。” Syzygy 已经完成了与挪威 国家石油公司和住友公司在北卡 罗来纳州的现场试验，该技术在 那里被用于制造合成燃料，并与 韩国的乐天精细化工公司和住友 公司在韩国进行了氨分解试验。
 
该技术已经达到了技术准备 等级 (TRL) 的第 8 级。贝斯特表 示，该公司希望在大约两年内达 到 TRL9。 总之，Syzygy 正在推进三 个商业演示。“他们应该准备 好在 2026 年第一季度启动并获 得第一批燃料。最终，我们希 望成为一个许可方和原始设备 制造商。” 营炼油厂的综合石油和天然 气公司，以及供应氢气的化工厂 和工业气体公司都是 Syzygy 的 目标客户。 “ 从 技 术 角 度 来 看， 我 们 是非常独特的。我们是唯一一家 将等离子光化学技术推向全球 市 场 的 公 司。” 贝 斯 特 在 谈 到 Syzygy 与其他寻求投资者的气 候科技初创公司的区别时表示： “人们在我们身上看到的，是他 们在其他清洁技术领域不一定看 到的，那就是项目实现正回报率 的能力……我认为，许多清洁技 术无法明确这一点，因为它在经 济上受到挑战，但是我们可以。” Syzygy 是受邀参加美国休 斯顿 Gastech 创业大赛的 20 家 公司之一。贝斯特表示，在这方 面的胜利有助于展示该公司在这 一领域的领先地位。
 
 贝斯特认为，这次的胜利将 有助于展示该公司在这一领域的 领导地位。 “许多将要出席的人可能仍 将我们视为早期阶段，作为一个 科学项目。他们还没有看到我们 的工业示范工厂运行。他们还没 有看到已经运行了数千小时的工 业电池。”“如果你回到一年前， 我们没有这些东西。我认为这次 胜利可以帮助我们向世界展示我 们已经走了多远，我们已经准备 好在人类最需要的时候将这项技 术推向市场。”