未来，氢能住宅或许不仅能够发电和供热，还可以生产淡水。

我们近期发表在《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上的研究，展示了一种紧凑型氢能热电三联供系统，可同时输出三种产品：电力、可利用热能和淡水。这项研究具有重要意义，因为人们通常将氢视为一种能源载体，但氢的综合价值并不局限于燃料电池产生的电能，或燃烧过程中释放的热能。氢气燃烧时会产生大量水蒸气。我们的系统并未将这些水蒸气视为废物，而是对其进行回收，同时将部分燃烧热转化为电能，并将其余热量用于住宅供热等用途。

该原型系统集成了纯氢燃烧、热电模块、水回收技术以及专门设计的冲击射流热管理结构。这种设计有助于在热电模块两侧建立稳定的温差，而稳定温差是氢能系统面临的关键技术挑战之一。

研究结果创造了氢能多联产系统的新纪录：

• 毛电功率达到61.8 W，热电转换效率为3.10%；

• 淡水产量达到0.258 kg/h；

• 烟气中52.02%的水蒸气得到回收；

• 可利用热输出达到1.56 kW；

• 热电联产综合效率达到94.6%。

在集成闭环运行模式下，该系统还实现了25.64 W的净电功率、1.45 kW的可利用热输出，以及0.258 kg/h的淡水产量。在整个实验过程中，这一紧凑型原型系统累计运行超过300小时，其中包括超过100小时的产水测试，且未观察到明显的性能衰减。

这项工作的意义并不局限于单一装置。它提出了一种重新认识氢能利用的新思路：氢能不应仅被视为一种单一用途的能源技术，也可以成为同时提供能源、水资源和热服务的综合平台。这种思路尤其适用于住宅和分布式能源系统，因为这些场景需要协同解决能源安全与水资源安全问题。

当然，该技术仍面临一些重要的工程挑战，包括间歇性氢气供应条件下的动态运行、长期耐久性以及系统规模化放大等问题。尽管如此，这项研究表明，热电材料与智能热管理技术能够帮助我们更加充分、高效地利用绿色氢能。

我很自豪能够参与这项由中国、新西兰和澳大利亚科研人员共同开展的合作研究，为开发面向可持续能源未来的实用技术贡献力量。这项工作也与澳大利亚研究委员会（ARC）ZeroPC研究中心在高效零排放发电和产业转化方面的研究重点，以及澳大利亚立法确立的2050年实现净零排放目标高度一致。

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