中新網(wǎng)上海2月14日電 (記者 陳靜)《科學》(Science)主刊14日凌晨刊登了中國學者的創(chuàng)新型研究成果。他們合成了具有極高催化活性和穩(wěn)定性的銥/鈰嵌入式負載催化劑，在減少貴金屬用量的同時顯著提高了綠色氫氣的生成效率，為綠色氫能的可持續(xù)發(fā)展奠定了新的里程碑。
隨著全球應(yīng)對氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的壓力日益加劇，綠色氫氣(簡稱：綠氫)作為一種高效、可持續(xù)的能源載體，越來越受到關(guān)注。綠氫有三種基本用途：儲能載體、還原性燃料、基本化工原料，在推動“碳中和”目標實現(xiàn)中具有關(guān)鍵作用。在綠氫的生產(chǎn)過程中，PEMWE電解水技術(shù)是當前最為前沿的技術(shù)之一，其高效分解水產(chǎn)生氫氣的能力使其在全球綠色氫能的產(chǎn)業(yè)化進程中占據(jù)重要地位。PEMWE技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍面臨幾個技術(shù)瓶頸，其中最主要的挑戰(zhàn)之一便是催化劑成本和性能問題。
為了突破這一瓶頸，復(fù)旦大學張波、徐一飛、段賽、徐昕合作團隊提出了一種創(chuàng)新的嵌入式負載型催化劑設(shè)計方案。“形象來說，負載型催化劑看上去就像我們早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化銥，正是這些‘芝麻’在發(fā)揮催化作用。”張波打比方道。但這種結(jié)構(gòu)就導(dǎo)致一個問題——電解水制氫過程中會產(chǎn)生大量氣泡，不斷沖刷催化劑，導(dǎo)致“芝麻”易脫落。如何才能讓“芝麻”不容易脫落？張波想到了牙齒：“牙齒是種在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么氣泡再沖刷，‘芝麻’也不會輕易脫落了。”這種設(shè)計不僅節(jié)省了貴金屬銥的用量，也因為載體對催化劑的調(diào)控，提升了催化性能。
經(jīng)過團隊的協(xié)同攻關(guān)，學者們對該催化劑進行了長達6000小時的PEMWE工況測試。根據(jù)實驗結(jié)果估算，由此制備出來的PEMWE設(shè)備壽命高達15年以上。根據(jù)國際能源署(IEA)的預(yù)測，到2050年，全球氫氣需求將達到億噸以上，其中大部分來源于綠色氫氣。復(fù)旦大學的這一研究成果為實現(xiàn)這一目標提供了新的技術(shù)支撐。
據(jù)悉，此次研究成果的發(fā)布，標志著PEMWE技術(shù)在催化劑設(shè)計方面的重大突破，將直接促進綠色氫氣產(chǎn)業(yè)化進程的加速。隨著PEMWE技術(shù)的不斷發(fā)展，氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓寬，從傳統(tǒng)的化工、石油冶煉、冶金等工業(yè)領(lǐng)域到燃料電池交通、分布式發(fā)電、能源存儲等多個領(lǐng)域，氫能有望成為未來全球能源體系的支柱之一。
（原標題：中國學者最新科研成果：減少貴金屬用量顯著提高綠色氫氣生成效率）
本文鏈接：復(fù)旦最新成果發(fā)《科學》，為綠色氫能發(fā)展奠定里程碑http://m.lensthegame.com/show-11-17375-0.html
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