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新材料解決電解水制氫系統(tǒng)長期運行難題 海南大學(xué)提出可行性方案
2024年08月29日 15:47:42 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:小王 點擊量:5352

能源是影響國家發(fā)展的一個重要因素。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的不斷提升,作為全球能源消費大國,我國對于能源產(chǎn)業(yè)的依賴程度也在不斷提升。與此同時,能源又和環(huán)保產(chǎn)業(yè)有直接聯(lián)系。在雙碳計劃這個大背景下,如何平衡能源需求與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略成為了現(xiàn)階段有關(guān)部門以及企業(yè)需要考慮的問題。

  【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】能源是影響國家發(fā)展的一個重要因素。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的不斷提升,作為全球能源消費大國,我國對于能源產(chǎn)業(yè)的依賴程度也在不斷提升。與此同時,能源又和環(huán)保產(chǎn)業(yè)有直接聯(lián)系。在雙碳計劃這個大背景下,如何平衡能源需求與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略成為了現(xiàn)階段有關(guān)部門以及企業(yè)需要考慮的問題。
 
  而從技術(shù)發(fā)展的角度來看,解決問題的關(guān)鍵似乎落到氫能的身上。氫能的燃燒產(chǎn)物僅為水,不產(chǎn)生任何溫室氣體和有害物質(zhì)。在這個基礎(chǔ)上氫氣的能量密度高,是汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍,并且資源儲備豐富。因此,從可持續(xù)發(fā)展的需求來看,氫能是一種理想的能源。
 
  但與此同時,氫能同樣面臨許多的問題。首先從制備的角度來說,傳統(tǒng)通過化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣并不符合可持續(xù)發(fā)展的理念。因此,理想的氫能(綠氫)制備過程也要符合環(huán)保的基本理念。因此無論是綠氫,還是過渡用的藍氫,理想且合適的制備手段還是電解制氫。
 
  而電解水制氫技術(shù)雖然清潔,但成本仍較高,造成這種情況的的原因來自電解水制氫系統(tǒng)本身。
 
  盡管,質(zhì)子交換膜電解水(PEMWE)技術(shù)具有能量轉(zhuǎn)換率高、產(chǎn)物氫氣純度高等優(yōu)點,且適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動性,發(fā)展前景廣闊。但是其設(shè)備的壽命卻存在明顯缺陷。作為核心環(huán)節(jié)之一的陽極析氧反應(yīng)(OER)需要高電位和強酸性環(huán)境,這個環(huán)境下催化劑易被嚴重腐蝕,從而影響后續(xù)反應(yīng)的進行。
 
  而針對這個問題,最近海南大學(xué)給出了一個解決方案。據(jù)悉,海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院科研人員采用成本低且易于規(guī)?;a(chǎn)的合成技術(shù),制備出超細銥釕納米線材料。這種材料以納米線結(jié)構(gòu)自身優(yōu)良的導(dǎo)電性能為基礎(chǔ),通過摻雜釕(Ru)改變銥(Ir)的電子結(jié)構(gòu),降低催化劑的反應(yīng)能壘,提高在酸性環(huán)境下的OER性能。
 
  而在實驗中,這種材料更獲得了非常不錯的成績,在大電流密度下穩(wěn)定運行500小時以上,性能已經(jīng)超過了商用IrO2和Pt/C催化劑。隨著研究的深入和技術(shù)的不斷進步,相信這一成果將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和推廣。
 
  本文參考資料來源:科技日報
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