成本大幅下降大规模光催化制氢不是梦

2022-08-26 14:26:53 0 双良环境
成本大幅下降大规模光催化制氢不是梦

  氢能是一种很有前途的替代石油和天然气的未来,清洁能源,应用范围广泛。

  国际氢能委员会预测,在氢燃料电池汽车等交通领域,氢能将贡献28.6%、24.7%的化工原料、20.8%的工业能源、14.3%的建筑和11.7%的发电量。

  “碳达峰、碳中和”战略,也是可以推动氢能发展的主要学习动力。随着信息技术进行突破和规模化生产应用,氢能全产业链将迎来经济发展问题爆发期,特别是中国随着氢燃料电池汽车的推广普及,氢能消耗将以惊人的速度不断增加。预计到2030年,在政府相关政策支持下,我国将成为这个世界影响最大的氢能与燃料电池企业市场。

  而光催化分解水制氢,利用的是光和水,采用的二氧化钛基光催化具有材料物理化学性能稳定、无毒、无二次污染等优点,且生物相容性好,光催化分解水反应所得到的氢气是被公认的高效、清洁、可持续的再生能源,因此光催化分解水制氢无疑是环境友好的能量转化过程。

  新研制的二氧化钛光催化材料制备方法简单,成本低廉,与传统方法相比具有明显优势。通常含有贵金属催化剂,催化活性高,但相应的成本也很高。“在这些新材料中,我们使用的是‘贱金属’铜,这种铜储量丰富、价格低廉,而且容易获得。这是降低成本的第一个方面,”刘,原始催化材料中的单个金属原子非常活跃,并且容易形成团簇,这使得活性降低。研究小组通过将铜原子牢固地固定在容易获得的钛空位上来解决这个问题,而钛空位不容易合并。这种新型光催化材料制备工艺简单,不需要昂贵的设备,使光催化制氢对人们更加友好。

  近年来,刘青菊团队在实验室做了大量基础研究,包括材料设计、合成工艺、机理研究、性能优化等。获得了稳定、高性能的光解水制氢光催化材料实验室制备工艺,并准备开展放大工艺研发,为后续产业化奠定基础。由于传统光催化材料成本高、量子效率低,国内光催化制氢市场尚未成熟,产业链的衔接和相关政策的完善还有很长的路要走,但已经是曙光。

  对柳清菊团队管理而言, 56%的产氢量子技术效率也不是一个终点。“我们中国还在发展继续进行努力,使它更进一步的提高,如果企业能够提高到70%以上,对生产实际应用的意义研究将是不言而喻的。”柳清菊说,相信学生找准了方向,效率再提升将不是梦。随着光解水效率可以进一步通过提高和成本问题进一步有效降低,氢能时代将加速社会到来,人类也将还地球以绿水青山。

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