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天天動態:我國自研兆瓦級PEM制氫裝備性能進階


(資料圖片)

貴金屬負載量降低三分之二、電流密度提升一倍以上、單位面積材料下實現更大產氫量……4月15日,由我國嘉庚創新實驗室自主研發的高性能兆瓦級PEM制氫裝備發布,該設備以低貴金屬載量實現了最高性能指標,大幅降低制氫成本,使PEM制氫技術向產業化方向更進一步。

本次發布的高性能兆瓦級PEM制氫裝備,核心材料國產化率超過90%,以純水為反應物,具有體積小、響應速度快、工作范圍寬、低成本等特點,獲得專家評委會“整體水平處于國內領先,部分關鍵性指標已達國際先進水平”的評價。

高性能兆瓦級PEM制氫裝備發布現場。嘉庚創新實驗室供圖

PEM電解水(質子交換膜電解水)是目前三種主流電解水制氫技術之一,即通過質子交換膜將水分解成氫和氧,利用化學反應和電化學反應實現氫的產生。相較于傳統堿性水電解技術,PEM制氫裝備具有體積小、響應速度快、清潔環保的優勢,但因其依賴價格比白金還貴的貴金屬銥作催化劑,成本問題一直困擾該技術路線的發展。

嘉庚創新實驗室PEM制氫項目負責人陶華冰博士介紹,研究團隊在材料領域實現突破,成功開發可批量制備、高工況活性的核殼結構催化劑,大幅降低設備對稀缺貴金屬材料銥鉑的載量,使PEM制氫成本大大降低;此外,通過優化設計和改進工藝,新設備在降低成本同時,工作效能和使用壽命大幅提升,能夠適應更寬的工作范圍和更快地動態響應需求。

“高性能、兆瓦級優勢使我們的設備成功邁入能源產業領域門檻。”陶華冰介紹,目前該設備已在窯爐、離網制氫系統等多種場景開展應用測試,在此基礎上開發的兆瓦級PEM制氫系統產品也在籌備開展應用測試。

“團隊從催化劑、膜電極等領域不斷突破關鍵材料科學技術難題,逐步完成不同規模大小PEM制氫系統的開發制造,相關成果已跑到氫能賽道的前列,未來將在交通、化工、鋼鐵、儲能等多領域發揮重要作用。”中國科學院院士、嘉庚創新實驗室主任田中群介紹,嘉庚創新實驗室是福建省省級創新實驗室,近年來,研究團隊依托高層次創新平臺和廈大基礎研究深厚積累,深耕氫能等新能源、新材料領域,不斷攻克“卡脖子”技術、志在推動高技術成果產業化。

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