作者:俞慧友 来源:科技日报 发布时间:2023/9/18 22:36:52
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我国科研人员突破电解制氢高能耗难题

 

一直以来,电解水制氢的方式都存在电能消耗高、制氢成本高等问题,制约着号称“终极能源”的氢能源的推广应用。9月18日,记者从湖南长沙湘江新区获悉,紫金矿业新能源新材料科技(长沙)有限公司刘瑛博士团队,联合华南理工大学陈宇教授团队,研发了一种含铯元素的新材料,可使固体氧化物电解水制氢的产氢速率较传统电解水制氢技术得到较大提升,有望为氢能高效低能耗制取提供新路径。这一成果,日前发布在国际能源学类期刊《美国化学学会能源快报》上。

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氢能是我国能源体系的重要组成部分和实现绿色低碳转型的重要载体。我国目前利用最多的方式为化石能源制氢。作为最清洁的制氢技术和储能形式的电解水制氢,因电能消耗高、制氢成本高等原因,使用占比仅为1%。如何降低电解水制氢成本,是行业面临的一大挑战,也是真正实现能源零碳转型的关键。

刘瑛团队着力于将紫金矿业的铷、铯等资源优势应用到新能源领域。他提出,铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应性能,有望在电解水制氢的过程中发挥这些特性。经与华南理工大学陈宇教授团队合作,反复比对、尝试摸索,项目团队合成了全新化合物材料。实验发现,这种铯掺杂新电极材料表现出了极高的电化学反应活性,从而使得电解过程在中低温环境下运行成为可能,极大提高了电解制氢的电化学性能和稳定性,从而大幅度降低运行成本。

“传统电解制氢技术如碱性和质子膜电解池普遍的电流密度为0.5~1.5安培每平方厘米,但此次试验成果提升到了2.85安培每平方厘米,有望显著降低电解池材料的消耗和生产成本,延长使用寿命,为加快氢能高效制取提供极大助力。”刘瑛说。同时他表示,紫金矿业拥有的位于湖南道县的湘源硬岩锂多金属矿,伴生氧化铷49万吨,伴生氧化铯达8000吨。如果能将这一研究成果广泛应用,可有效解决铷、铯小金属资源利用问题。

据介绍,后续,紫金长沙新能源科技公司还将进一步研究铷元素在电解水制氢中的试验情况,以及铷、铯在钙钛矿太阳能电池中的应用情况。

(受访者供图)

 
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