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貴金屬負(fù)載量降低三分之二、電流密度提升一倍以上、單位面積材料下實現(xiàn)更大產(chǎn)氫量……4月15日，由我國嘉庚創(chuàng)新實驗室自主研發(fā)的高性能兆瓦級PEM制氫裝備發(fā)布，該設(shè)備以低貴金屬載量實現(xiàn)了最高性能指標(biāo)，大幅降低制氫成本，使PEM制氫技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向更進(jìn)一步。

本次發(fā)布的高性能兆瓦級PEM制氫裝備，核心材料國產(chǎn)化率超過90%，以純水為反應(yīng)物，具有體積小、響應(yīng)速度快、工作范圍寬、低成本等特點(diǎn)，獲得專家評委會“整體水平處于國內(nèi)領(lǐng)先，部分關(guān)鍵性指標(biāo)已達(dá)國際先進(jìn)水平”的評價。

高性能兆瓦級PEM制氫裝備發(fā)布現(xiàn)場。嘉庚創(chuàng)新實驗室供圖

PEM電解水(質(zhì)子交換膜電解水)是目前三種主流電解水制氫技術(shù)之一，即通過質(zhì)子交換膜將水分解成氫和氧，利用化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)氫的產(chǎn)生。相較于傳統(tǒng)堿性水電解技術(shù)，PEM制氫裝備具有體積小、響應(yīng)速度快、清潔環(huán)保的優(yōu)勢，但因其依賴價格比白金還貴的貴金屬銥作催化劑，成本問題一直困擾該技術(shù)路線的發(fā)展。

嘉庚創(chuàng)新實驗室PEM制氫項目負(fù)責(zé)人陶華冰博士介紹，研究團(tuán)隊在材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，成功開發(fā)可批量制備、高工況活性的核殼結(jié)構(gòu)催化劑，大幅降低設(shè)備對稀缺貴金屬材料銥鉑的載量，使PEM制氫成本大大降低;此外，通過優(yōu)化設(shè)計和改進(jìn)工藝，新設(shè)備在降低成本同時，工作效能和使用壽命大幅提升，能夠適應(yīng)更寬的工作范圍和更快地動態(tài)響應(yīng)需求。

“高性能、兆瓦級優(yōu)勢使我們的設(shè)備成功邁入能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域門檻。”陶華冰介紹，目前該設(shè)備已在窯爐、離網(wǎng)制氫系統(tǒng)等多種場景開展應(yīng)用測試，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的兆瓦級PEM制氫系統(tǒng)產(chǎn)品也在籌備開展應(yīng)用測試。

“團(tuán)隊從催化劑、膜電極等領(lǐng)域不斷突破關(guān)鍵材料科學(xué)技術(shù)難題，逐步完成不同規(guī)模大小PEM制氫系統(tǒng)的開發(fā)制造，相關(guān)成果已跑到氫能賽道的前列，未來將在交通、化工、鋼鐵、儲能等多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。”中國科學(xué)院院士、嘉庚創(chuàng)新實驗室主任田中群介紹，嘉庚創(chuàng)新實驗室是福建省省級創(chuàng)新實驗室，近年來，研究團(tuán)隊依托高層次創(chuàng)新平臺和廈大基礎(chǔ)研究深厚積累，深耕氫能等新能源、新材料領(lǐng)域，不斷攻克“卡脖子”技術(shù)、志在推動高技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化。

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