电解水制氢技术又获突破!成本下降指日可待

作者: | 发布日期: 2019 年 10 月 24 日 17:59 | 分类: 展览会议

水电解制氢成本较高,昂贵的电催化材料是制约水电解制氢技术普及使用的关键。近日,国内多家研究团队纷纷公布了水电解催化剂新进展的好消息。
10月11日中南大学新闻网公布,中南大学材料科学与工程学院刘小鹤教授团队制备了一种负载氧化镍纳米晶粒的聚合物氮化碳二维纳米片新材料,通过构建具有金属性的镍-氮键形成高导电界面,大幅提高了催化效率。

10月8日,安徽理工大学新闻网也发布了新进展的消息,该校材料科学与工程学院张雷副教授在在研究中将OER活性组分与HER活性组分整合在一起,并通过两者之间的协同效应实现了电催化性能的互相增强,大幅度降低了水全分解的过电位,提高了水分解的效率。

此外,今年6月西北工业大学理学院应用化学系张健教授团队在光电/电催化水分解制氢催化材料的研究中取得进展,通过一种全新的具有连续弯曲能带的梯度同质结材料,促进光生电荷载流子的分离与转移,从而提高光电催化水分解制氢效率。

电解水制氢成本受高价催化剂限制,居高不下。贵金属基化合物(Ru基、Ir基等)是水电解制氢目前最常用的催化材料,但其储量较低,且价格十分昂贵,严重限制了它的大规模应用,亟待寻找廉价的高性能电催化材料替代。

制氢的方法很多,行业内较常用的有热化学法制氢(如煤制氢和天然气重整制氢等)、工业副产氢提纯制氢、水电解制氢和太阳能光催化分解水制氢等。水电解制氢的优势在于不使用化石燃料,不产生有害气体;产品气纯度高,可达99.7%以上;技术成熟,流程及设备简单;自动化水平高,微机控制,操作稳定可靠等,所以一直倍受行业关注。

但其最大的劣势在于成本相对较高,据工业和信息化部原部长李毅中介绍,在合理的原材料价格和电价的前提下每kg氢气成本不同,煤制氢约10元,天然气、石脑油、重油、甲醇制氢约17元,工业副产氢回收提纯21元,而水电解制氢30元。水电解制氢中主要的成本即是昂贵的催化剂。如果降低电解水制氢的成本?研制出廉价、高效而又稳定的催化剂,成为学界的一个重要研究方向。

除此之外,耗电量也是水电解制氢的一个难题,但是随着风电水电资源的开发利用,利用好弃水、弃风、弃光“三弃”,用电成本会稳步下降。日前,国际能源署(IEA)与中国石油经济技术研究院在北京联合发布的《氢的未来—抓住今天的机遇》报告预测,随着可再生能源成本的下降以及制氢规模的扩大,到2030年,从可再生能源中制氢的成本或将下降30%,燃料电池、燃料补给设备和电解槽(用于电解水制氢)都将从大规模制氢中受益。水电解制氢技术的发展前景可期。

一百多年来,国外涌现出众多著名的水电解制氢生产厂商,如挪威Hydro公司,德国Lurgi公司,比利时范登堡IMET公司,加拿大多伦多电解槽有限公司,意大利米兰NeNora公司,美国德立台等。

如今,我国也发展成为名副其实的水电解制氢产品生产大国,产品数量及规格种类在国际上都可位居前列,涌现出一批很有实力的企业,比如中船重工718研究所。718所创立于1966年,在制氢领域一直领先,七一八所拥有中国最大的电解水制氢设备生产基地,压水电解制氢装置生产销售超一千套,氢气干燥、纯化装置、变压吸附装置、甲醇制氢装置等400多台套,累计产值超30亿。
12月13日中船重工718研究所将在第二届国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会上详细分析水电解制氢技术发展前景,更多精彩内容欢迎您参会讨论。

第二届国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会(2019 IHFCS)由中国电池联盟、中国电子节能技术协会电池专委会、中国化学与物理电源行业协会氢能与燃料电池分会(筹)联合召开,将于12月13-14日在北京开幕,为行业搭建国际交流与合作的平台,围绕氢能产业政策及市场、产业链各环节企业与技术现状及前景、燃料电池及关键材料的突破与挑战等内容展开深度探讨和交流。

大会组织机构:
主办单位:中国电池联盟丨中国电子节能技术协会电池专委会丨中国化学与物理电源行业协会氢能与燃料电池分会(筹)
支持单位:清华大学丨武汉理工大学丨德国林德集团丨 北京佳安氢源科技股份有限公司丨鸿达兴业集团 丨中船重工第七一八研究所丨上海济平新能源
合作媒体:
氢云链丨能链丨上海有色网丨旺材氢燃料电池丨氢能源燃料电池电动车丨高工氢能丨香橙会丨中国氢能源网丨华夏能源网丨集邦新能源丨中国化工杂志丨能源界丨中国工业报丨中国化工报丨氢能咨询丨中国电力报丨中国能源报丨第一元素网丨新材料在线

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组委会联系人:崔 莹(17630047890)

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