水電解制氫成本較高，昂貴的電催化材料是制約水電解制氫技術(shù)普及使用的關(guān)鍵。近日，國內(nèi)多家研究團隊紛紛公布了水電解催化劑新進展的好消息。

10月11日中南大學新聞網(wǎng)公布，中南大學材料科學與工程學院劉小鶴教授團隊制備了一種負載氧化鎳納米晶粒的聚合物氮化碳二維納米片新材料，通過構(gòu)建具有金屬性的鎳-氮鍵形成高導(dǎo)電界面，大幅提高了催化效率。

10月8日，安徽理工大學新聞網(wǎng)也發(fā)布了新進展的消息，該校材料科學與工程學院張雷副教授在在研究中將OER活性組分與HER活性組分整合在一起，并通過兩者之間的協(xié)同效應(yīng)實現(xiàn)了電催化性能的互相增強，大幅度降低了水全分解的過電位，提高了水分解的效率。

此外，今年6月西北工業(yè)大學理學院應(yīng)用化學系張健教授團隊在光電/電催化水分解制氫催化材料的研究中取得進展，通過一種全新的具有連續(xù)彎曲能帶的梯度同質(zhì)結(jié)材料，促進光生電荷載流子的分離與轉(zhuǎn)移，從而提高光電催化水分解制氫效率。

電解水制氫成本受高價催化劑限制，居高不下。貴金屬基化合物(Ru基、Ir基等)是水電解制氫目前最常用的催化材料，但其儲量較低，且價格十分昂貴，嚴重限制了它的大規(guī)模應(yīng)用，亟待尋找廉價的高性能電催化材料替代。

制氫的方法很多，行業(yè)內(nèi)較常用的有熱化學法制氫(如煤制氫和天然氣重整制氫等)、工業(yè)副產(chǎn)氫提純制氫、水電解制氫和太陽能光催化分解水制氫等。水電解制氫的優(yōu)勢在于不使用化石燃料，不產(chǎn)生有害氣體;產(chǎn)品氣純度高，可達99.7%以上;技術(shù)成熟，流程及設(shè)備簡單;自動化水平高，微機控制，操作穩(wěn)定可靠等，所以一直倍受行業(yè)關(guān)注。

但其最大的劣勢在于成本相對較高，據(jù)工業(yè)和信息化部原部長李毅中介紹，在合理的原材料價格和電價的前提下每kg氫氣成本不同，煤制氫約10元，天然氣、石腦油、重油、甲醇制氫約17元，工業(yè)副產(chǎn)氫回收提純21元，而水電解制氫30元。水電解制氫中主要的成本即是昂貴的催化劑。如果降低電解水制氫的成本?研制出廉價、高效而又穩(wěn)定的催化劑，成為學界的一個重要研究方向。

除此之外，耗電量也是水電解制氫的一個難題，但是隨著風電水電資源的開發(fā)利用，利用好棄水、棄風、棄光“三棄”，用電成本會穩(wěn)步下降。日前，國際能源署(IEA)與中國石油經(jīng)濟技術(shù)研究院在北京聯(lián)合發(fā)布的《氫的未來—抓住今天的機遇》報告預(yù)測，隨著可再生能源成本的下降以及制氫規(guī)模的擴大，到2030年，從可再生能源中制氫的成本或?qū)⑾陆?0%，燃料電池、燃料補給設(shè)備和電解槽(用于電解水制氫)都將從大規(guī)模制氫中受益。水電解制氫技術(shù)的發(fā)展前景可期。

一百多年來，國外涌現(xiàn)出眾多著名的水電解制氫生產(chǎn)廠商，如挪威Hydro公司，德國Lurgi公司，比利時范登堡IMET公司，加拿大多倫多電解槽有限公司，意大利米蘭NeNora公司，美國德立臺等。

如今，我國也發(fā)展成為名副其實的水電解制氫產(chǎn)品生產(chǎn)大國，產(chǎn)品數(shù)量及規(guī)格種類在國際上都可位居前列，涌現(xiàn)出一批很有實力的企業(yè)，比如中船重工718研究所。718所創(chuàng)立于1966年，在制氫領(lǐng)域一直領(lǐng)先，七一八所擁有中國最大的電解水制氫設(shè)備生產(chǎn)基地，壓水電解制氫裝置生產(chǎn)銷售超一千套，氫氣干燥、純化裝置、變壓吸附裝置、甲醇制氫裝置等400多臺套，累計產(chǎn)值超30億。

12月13日中船重工718研究所將在第二屆國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)峰會上詳細分析水電解制氫技術(shù)發(fā)展前景，更多精彩內(nèi)容歡迎您參會討論。

第二屆國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)峰會(2019 IHFCS)由中國電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專委會、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會氫能與燃料電池分會(籌)聯(lián)合召開，將于12月13-14日在北京開幕，為行業(yè)搭建國際交流與合作的平臺，圍繞氫能產(chǎn)業(yè)政策及市場、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)與技術(shù)現(xiàn)狀及前景、燃料電池及關(guān)鍵材料的突破與挑戰(zhàn)等內(nèi)容展開深度探討和交流。

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