■ 本報記者 黎鵬
5月24日，在海南大學海洋新能源開發(fā)與電化學應用團隊實驗室，該校學生賴振興正認真調(diào)試可再生能源驅(qū)動電解水制氫系統(tǒng)。經(jīng)過他的一系列操作，系統(tǒng)制備出的氫氣進入氫燃料電池，產(chǎn)生的電流使屋內(nèi)墻上的校徽創(chuàng)意圖案瞬間被點亮。
“根據(jù)實驗條件測算，我們的電解水制氫系統(tǒng)制備1Nm3氫氣，只需4.2度電。而目前工業(yè)電解水制氫能耗普遍在5.6度電左右�！焙Ｄ洗髮W海洋新能源開發(fā)與電化學應用團隊負責人鄧意達說。
今年政府工作報告提出，加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，2023年全國氫能產(chǎn)量約3550萬噸，主要來源于傳統(tǒng)化石燃料制氫，這種制氫過程會排放大量二氧化碳和污染物。
相較于傳統(tǒng)制氫，電解水制氫在綠色環(huán)保方面優(yōu)勢明顯，但目前由于成本高，致使其產(chǎn)量占比非常低。在這樣的背景下，探尋廉價高效長壽的電解水制氫路徑，成為國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)和科研團隊共同追求的目標。
“在電解水制氫企業(yè)調(diào)研時，我們發(fā)現(xiàn)制氫成本高主要體現(xiàn)在催化材料和電能消耗方面，企業(yè)希望我們能夠在提高制氫效率、壽命和降低成本上有所突破，實現(xiàn)降本增效的目標�！编囈膺_說。
目前，電解水制氫催化劑主要以鉑、氧化銥及氧化釕等貴金屬為主，這也是導致電解水制氫成本高的主要原因之一。經(jīng)過綜合考慮后，海南大學海洋新能源開發(fā)與電化學應用團隊決定從催化劑入手，尋找性價比更高的催化材料。
“對于電解水制氫來說，合適的替代材料，不僅要高活性、長壽命，還要滿足低成本等條件，這樣才能確保制氫生產(chǎn)成本大幅降低�！编囈膺_說。
聚焦這一目標，海南大學海洋新能源開發(fā)與電化學應用團隊設(shè)計開發(fā)了以過渡金屬(鎳、鐵、鈷等)為代表的低成本、高性能的非貴金屬催化材料。
實驗室里，經(jīng)歷高溫煅燒、真空干燥等一系列工序后，制備成功的催化材料終于顯露真容。在顯微鏡下，海南日報記者看到團簇、立方顆粒、薄膜等不同形貌的催化劑。
“團隊已實現(xiàn)對非貴金屬催化材料的批量制備，這也為實現(xiàn)規(guī)�；娊馑茪浯蛳铝藞詫嵒A(chǔ)�！编囈膺_說，經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化，該團隊電解水制氫效率比工業(yè)水平提高了22%，電能消耗降低了26.9%，制氫成本降低了22.6%。
“過去在做科學實驗時，我們更多考慮的是技術(shù)可行性和科學問題的解決，在結(jié)合企業(yè)的需求與建議后，我們目前正對標企業(yè)需求，對電解水制氫技術(shù)不斷優(yōu)化�！编囈膺_舉例說，比如有企業(yè)提出，由于電解水制氫過程中各個電解模塊互相關(guān)聯(lián)，一旦有的模塊出現(xiàn)故障則整個系統(tǒng)都將停止工作。聚焦該問題，該團隊開發(fā)出了模塊化電解水系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障，替換故障模塊，避免影響整個系統(tǒng)的運作。
當前，我省正在加快推進“向海圖強”“向綠圖強”，這也讓海南大學海洋新能源開發(fā)與電化學應用團隊看到了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的廣闊前景。下一步，該團隊將繼續(xù)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，對接產(chǎn)業(yè)需求，在海水制氫、打造可再生氫能微電網(wǎng)系統(tǒng)等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，不斷為新型清潔能源技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。
(本報�？�5月26日訊)
