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我國(guó)科研人員突破電解制氫高能耗難題

來源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2023-09-19 16:30

　　一直以來，電解水制氫的方式都存在電能消耗高、制氫成本高等問題，制約著號(hào)稱“終極能源”的氫能源的推廣應(yīng)用。9月18日，記者從湖南長(zhǎng)沙湘江新區(qū)獲悉，紫金礦業(yè)新能源新材料科技（長(zhǎng)沙）有限公司劉瑛博士團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合華南理工大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)，研發(fā)了一種含銫元素的新材料，可使固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率較傳統(tǒng)電解水制氫技術(shù)得到較大提升，有望為氫能高效低能耗制取提供新路徑。這一成果，日前發(fā)布在國(guó)際能源學(xué)類期刊《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)能源快報(bào)》上。

　　氫能是我國(guó)能源體系的重要組成部分和實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。我國(guó)目前利用最多的方式為化石能源制氫。作為最清潔的制氫技術(shù)和儲(chǔ)能形式的電解水制氫，因電能消耗高、制氫成本高等原因，使用占比僅為1%。如何降低電解水制氫成本，是行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)，也是真正實(shí)現(xiàn)能源零碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

　　劉瑛團(tuán)隊(duì)著力于將紫金礦業(yè)的銣、銫等資源優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到新能源領(lǐng)域。他提出，銣、銫具有很強(qiáng)的化學(xué)活性和優(yōu)異的光電效應(yīng)性能，有望在電解水制氫的過程中發(fā)揮這些特性。經(jīng)與華南理工大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)合作，反復(fù)比對(duì)、嘗試摸索，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合成了全新化合物材料。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種銫摻雜新電極材料表現(xiàn)出了極高的電化學(xué)反應(yīng)活性，從而使得電解過程在中低溫環(huán)境下運(yùn)行成為可能，極大提高了電解制氫的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性，從而大幅度降低運(yùn)行成本。

　　“傳統(tǒng)電解制氫技術(shù)如堿性和質(zhì)子膜電解池普遍的電流密度為0.5~1.5安培每平方厘米，但此次試驗(yàn)成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望顯著降低電解池材料的消耗和生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)使用壽命，為加快氫能高效制取提供極大助力。”劉瑛說。同時(shí)他表示，紫金礦業(yè)擁有的位于湖南道縣的湘源硬巖鋰多金屬礦，伴生氧化銣49萬噸，伴生氧化銫達(dá)8000噸。如果能將這一研究成果廣泛應(yīng)用，可有效解決銣、銫小金屬資源利用問題。

　　據(jù)介紹，后續(xù)，紫金長(zhǎng)沙新能源科技公司還將進(jìn)一步研究銣元素在電解水制氫中的試驗(yàn)情況，以及銣、銫在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用情況。（俞慧友）

責(zé)任編輯：許艷

校對(duì)：江蓬新