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紫金礦業(yè)聯(lián)手華南理工突破清潔能源技術(shù)
日期:2023-09-21     來(lái)源:中國(guó)礦業(yè)網(wǎng)    瀏覽:160    

“加入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。”這是紫金礦業(yè)海外引進(jìn)的頂尖人才劉瑛博士針對(duì)電解水制氫“電能消耗高、制氫成本高”,制約有著“終極能源”之稱(chēng)的氫能加快推廣應(yīng)用的問(wèn)題,提出的解決方案。
  該方案經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證,于近日取得突破。9月14日,國(guó)際能源學(xué)類(lèi)頂級(jí)期刊、美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)旗下雜志《ACS Energy Letters》,發(fā)表了該項(xiàng)以劉瑛博士、華南理工陳宇教授等為聯(lián)合通訊作者的研究成果,認(rèn)為達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,有望為氫能高效低能耗制取提供新路徑。
  一直以來(lái),電解水制氫的方式存在電能消耗高、制氫成本高等問(wèn)題,制約著氫能源的推廣應(yīng)用。劉瑛博士是固體電化學(xué)和氫能領(lǐng)域頂尖的青年專(zhuān)家。為破解電解水制氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難題,紫金礦業(yè)加大學(xué)科帶頭人引進(jìn)力度。2022年底,劉瑛加盟紫金礦業(yè)任長(zhǎng)沙新能源新材料科技公司總經(jīng)理。
  2023年1月,劉瑛博士在一次交流中提議,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,在電解水制氫中或許能發(fā)揮作用。經(jīng)與華南理工大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)溝通,雙方達(dá)成合作共識(shí)。作為項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人,劉瑛主持項(xiàng)目選題和監(jiān)管,并深度參與到實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論、論文撰寫(xiě)和專(zhuān)利申報(bào)之中。
  經(jīng)過(guò)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。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),銫摻雜新電極材料具有非常高的電化學(xué)反應(yīng)活性,使得電解過(guò)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。
  劉瑛博士表示:“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,同時(shí),紫金礦業(yè)于2022年6月收購(gòu)湘源硬巖鋰多金屬礦,該礦伴生氧化銣49萬(wàn)噸,氧化銫8000噸。據(jù)可靠測(cè)算,該研究成果若取得廣泛應(yīng)用,將消耗300~500噸銫,有效解決銣、銫小金屬資源利用問(wèn)題。”

近年來(lái),紫金礦業(yè)與福州大學(xué)合作成立福大紫金氫能公司,在氨氫能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面取得重大突破并逐步走向市場(chǎng),累計(jì)獲得專(zhuān)利授權(quán)34項(xiàng)。目前,研究人員正在研究銣元素在電解水制氫中的試驗(yàn)情況,后續(xù),紫金礦業(yè)長(zhǎng)沙新能源新材料科技公司將繼續(xù)推進(jìn)成果的中試和產(chǎn)業(yè)化。 

 

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