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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：5422
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)階段有關部門以及企業(yè)需要考慮的問題。
而從技術發(fā)展的角度來看，解決問題的關鍵似乎落到氫能的身上。氫能的燃燒產物僅為水，不產生任何溫室氣體和有害物質。在這個基礎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，質子交換膜電解水(PEMWE)技術具有能量轉換率高、產物氫氣純度高等優(yōu)點，且適應可再生能源發(fā)電的波動性，發(fā)展前景廣闊。但是其設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(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)反應的進行。
而針對這個問題，最近海南大學給出了一個解決方案。據(jù)悉，海南大學海洋科學與工程學院科研人員采用成本低且易于規(guī)模化生產的合成技術，制備出超細銥釕納米線材料。這種材料以納米線結構自身優(yōu)良的導電性能為基礎，通過摻雜釕(Ru)改變銥(Ir)的電子結構，降低催化劑的反應能壘，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的不斷進步，相信這一成果將在更多領域得到廣泛應用和推廣。
本文參考資料來源：科技日報
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