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中国氢能商业化步伐较国外要慢,但却是高性能低成本的电解“水制氢”催化剂

作者:admin 发布日期: 2019-04-27 二维码分享

氢能是一种能量高、洁净的可再生能源,通过电化学水解制备氢气是当前的研究热点之一。近期,中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授团队合作,研制出一种高性能低成本的新型三元纳米片电催化剂,展现出工业级的优异电解水制氢潜能。国际学术期刊《德国应用化学》日前发表了该研究成果。

近年来,国际学界在全水解电极催化剂的设计制备方面,取得了令人瞩目的进展。但是,寻找能在中性水电解质中同时展现高活性、高稳定性的非贵金属电催化剂仍是一大挑战。

近期,中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授团队采用电化学沉积和固相磷化两步反应,设计并成功制备了镍掺杂的磷化钴三元纳米片电催化剂,在中性条件下同时展现出优异的水还原和氧化电催化活性和稳定性。

实验人员将这种三元材料作为中性水全分解电解池的阴极和阳极,发现其性能优于以商业贵金属材料作为电极制备的电解池,展现出工业级电解水制氢的潜能。据介绍,这项工作为发展廉价三元过渡金属磷化物作为电极,用于中性水电解制氢提供了新的思路,并展现出潜在的商业应用前景。


有着21世纪“终极能源”之称的氢能被视为全球.具发展潜力的清洁能源之一,可广泛运用于交通、电力等领域,并被不少国家、车企和学者认为是“终极亚博体育yabo88汽车解决方案”。

近年来,在国家科技计划和产业技术创新工程的支持下,我国也开展了氢燃料电池汽车的研究、开发、示范、运营工作。但随着技术进步与产业化推进,一些问题也显现了出来。“中国氢燃料电池的加氢站目前还非常少,现阶段由于国家标准和安全方面的相关政策,加氢申报相对比较困难,但很多地方也正在积极努力。另外从燃料电池再到产业化,步伐也比国外要慢一点。”4月22日,在成都首届国际氢能及燃料电池产业大会举行期间,加拿大国家工程院院士叶思宇向《每日经济新闻》记者表示。

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产业化运用还较薄弱,氢能作为能源载体的具体应用模式,涉及亚博体育yabo88制氢补充发电、燃料电池汽车、分布式发电等领域。所以氢能的应用场景具有很强的多样性,如未来能够形成电力、供热和燃料相互交叉的应用网络,将大幅降低其使用成本。

会上,中国工程院院士干勇预计,到2050年,全球氢能将占能源比重的18%,减排60亿吨的温室气体。由于氢能及燃料电池产业链条长,涉及制氢、储氢、运氢、加氢站建设及运营,以及氢燃料电池研发等多个环节,其带动效应强、应用范围广,引发外界高度关注。

对于燃料电池,不论是科技工作者还是企业,一直在埋头苦干,投入了很多精力。早些年,中国氢燃料电池技术就相对成熟了,后来锂电池发展比较快,因此锂电池商业化和产业化的步子要比氢能源电池要大一点。氢能源电池和锂电池是相互竞争的,又是相辅相成的。

实际上,尽管当下国内氢能发展引起了各地高度重视,但是在产业化和商业化方面还有所欠缺。

叶思宇告诉《每日经济新闻》记者,就产业化而言,中国氢燃料电池的加氢站目前还非常少,现阶段由于国家标准和安全方面的相关政策,加氢申报相对比较困难,但很多地方也正在积极努力。“中国国内氢燃料电池近年来进步很大,但是从燃料电池研发到产业化,还是有一点短缺,因此商业化比国外的企业慢一点。”据他介绍,现在很多院士也建议,氢燃料电池首先应集中在物流车、大巴等比较能控制的范围加以应用。

至于推广方面,在叶思宇看来,国内在氢能的推广方面所做的努力,在世界范围来看都是.积极的。主要原因是无论是地方政府还是企业,都对氢能在未来生活中的应用有了更深的认识,“不仅仅局限于氢燃料汽车”。

搭建长效省级氢能平台。当前,氢能发展备受关注。发现、开发和利用氢能已成为全球产业创新和能源转型的方向,特别是氢燃料电池汽车,已成为汽车高质量发展的突破口。从国外来看,丰田汽车于上世纪九十年代便开始了氢燃料电池汽车的研发,并取得世界瞩目的成果。目前,丰田汽车的氢燃料电池汽车技术路线集中在金属板电堆,主要应用于乘用车领域。

而据媒体公开报道,4月18日,韩国现代自动车株式会社副社长、商用事业部本部长李仁哲在成都透露,将会在四川生产氢燃料电池汽车整车。

有分析认为,韩国车企选择在川布局氢燃料电池汽车并不意外。四川水力资源丰富,拥有较好的汽车制造业基础,2018年,全省水电装机容量居全国..,但丰水期仍存在“弃水”问题。将弃水电量制氢,既可以消化过剩电量,又可以为氢产业发展提供坚实支撑。

四川是以水、天然气为主的能源省份,同时面临传统能源过剩、天然气供过于求等问题,发展氢能产业基础雄厚,优势突出。四川应发挥天然气和水电优势,探索并深度参与到碳交易机制在氢能体系中的应用,实现绿色氢能的市场化。同时,四川应搭建长效省级氢能平台,以重点项目为抓手,将平台加入中国氢能和燃料电池产业联盟。


氢能作为能源载体的具体应用模式,涉及亚博体育yabo88制氢补充发电、燃料电池汽车、分布式发电等领域。所以氢能的应用场景具有很强的多样性,如未来能够形成电力、供热和燃料相互交叉的应用网络,将大幅降低其使用成本。于氢能及燃料电池产业链条长,涉及制氢、储氢、运氢、加氢站建设及运营,以及氢燃料电池研发等多个环节,其带动效应强、应用范围广,引发外界高度关注。