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我國水電解制氫效率能耗雙獲突破
  • 點擊數:404     發布時間:2010-01-14 12:11:35
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    在前不久結束的中國工業氣體工業協會第十九次會員代表大會暨2009年年會上,中船重工第七一八所制氫部主任王慶斌透露,該所在水電解制氫技術領域取得了新進展,其研制開發的具有自主知識產權的無石棉隔膜,已在制氫裝置上實現工業化穩定運行。這標志著我國不僅擁有了世界上效率最高的的固體聚合物電解質(SPE)水電解制氫技術,還使該技術的單位氣體能耗降低了5%以上。

王慶斌表示,SPE水電解制氫技術是當今世界電解效率最高的一種制氫技術,此前由美、日等少數國家掌握。SPE制氫技術具有其他現場制氫技術所不具備的優點,除產品氣體純度高外,還有維護量少、制氫成本低、沒有腐蝕性液體、對環境沒有任何污染等優點,已從軍用走向民用。七一八所在上世紀80年代初開始跟蹤國外先進技術并開展SPE技術的研究,終于取得突破性成果,實現了工業化應用,徹底打破了國外的技術壟斷。

據王慶斌介紹,電解槽是SPE制氫系統的核心部件,優質的電解石棉布是制氫質量和效率的保證。傳統石棉隔膜在操作溫度超過90℃時不僅腐蝕率上升,還會產生機械變形,降低機械強度,造成氣體純度下降,裝置壽命縮短,嚴重的還會產生重大安全隱患。此外,石棉是致癌物,許多發達國家已頒布法令禁止使用。石棉原料礦儲量有限,近年來,優質原料已越來越少,不少企業為減少成本,降低使用要求,已給許多用戶造成損失甚至發生事故。因此,研制新型的隔膜替代石棉隔膜有著重要意義。七一八所于2008年研發成功產氣量為600m3/h的制氫裝置,其中使用了自主知識產權的無石棉隔膜,使我國水電解制氫技術成功地站在世界的最前端。由于設備成本大幅度降低,也使大規模制氫模式成為可能。截至目前的工業化應用實踐證明,該成果可使單位氣體能耗降低5%以上。

據了解,開發研制新型電極催化材料,提高電流密度和電解槽效率,再配合無石棉隔膜的應用,通過提高操作溫度來改進電解槽的效率,降低制氫成本,是發展高效先進電解槽的必由之路。

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氫能作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。近年來,我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發展規劃,把發展氫能源作為21世紀新能源的戰略目標。

目前水電解制氫技術的研發受到各國政府的重視與支持。在中國,這一技術的研發及應用更具有特別的意義。

首先,水電解制氫技術在水電站、風力發電和核電站可發揮調節互補作用,具有廣闊的應用前景。如建設風能—氫能發電站,在利用風能發電時,可用剩余電力生產氫氣,在風能處于低谷時再利用氫進行發電。其次,我國地域遼闊,能源轉換離不開氫能。我國有豐富的太陽能、風能資源,通過電解水轉換成氫氣進行能量的轉化和儲存、運輸,有望成為有效解決峰谷、傳輸和電網波動問題的最佳途徑之一。再其次,核能、生物質能等新能源的發展也離不開水電解制氫技術??上驳氖?,所有嘗試目前都已取得了一定的進展。

國外氫能發展已不再單純停留在技術領域,而是產生了“氫能經濟”新經濟模式的理念。按照美國氫能技術路線圖,到2040年美國將走進“氫能經濟”時代,氫能將取代石化能源成為市場上最廣泛使用的終端能源。

中國的中長期科技發展規劃戰略也把氫能列為重點之一,有關科研機構和企業表現出了極大的熱情。目前我國已在制氫技術方面進行了開創性的工作,加上此前報道過的儲氫材料、氫能利用等方面的成果,標志著我國已擁有一批氫能領域的知識產權,其中有些研究工作已達到國際先進水平。在不久的將來,中國有望成為氫能技術和應用領先的國家之一。

 

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