【中國科學報】中科院大連化物所開發出新一代電解水催化劑

2021-01-09 中國科學院

  近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室和太陽能研究部李燦院士領導的團隊開發出新一代電解水催化劑,在蘇州競立制氫設備有限公司及考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司製造的規模化鹼性電解水制氫中試示範工程設備上實現了穩定運行。

  經過在額定工況條件下長時間的運行驗證,電解水制氫電流密度穩定在每平方米4000安培時,單位制氫能耗低於每立方米氫氣4.1千瓦時,能效值大於86%;電流密度穩定在每平方米3000安培時,單位制氫能耗低於每立方米氫氣4.0千瓦時,能效值約88%。這是目前已知的規模化電解水制氫的最高效率。

  利用太陽能等可再生能源分解水制氫,是實現綠色氫能經濟的必由之路,也是未來氫燃料電池的氫源發展方向。將太陽能等可再生能源轉化儲存為化學能的關鍵步驟是水分解(光解水和電解水)過程。其中,電解水制氫技術相對成熟,並已經實現工業化應用。但電解水制氫能量轉化效率長期徘徊在50%至70%,是電解水成本居高不下的主要原因之一。因此,該進展將對推動氫能領域的發展和實現氫能經濟具有重要的科學和實踐意義。

  據悉,該團隊研發的新一代電催化劑將裝配於千立方/小時電解水制氫裝置,並應用於蘭州新區千噸級太陽燃料工業化示範工程項目,預期可將大規模工業電解水制氫設備能耗降低15%以上,提升電解水制氫工業的能量效率、顯著降低成本,推動實現大規模電解水工業化。

  (原載於《中國科學報》2019-09-03 第3版 綜合)

相關焦點

  • 中科院大連化物所開發出新一代電解水催化劑
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室和太陽能研究部李燦院士領導的團隊開發出新一代電解水催化劑,在蘇州競立制氫設備有限公司及考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司製造的規模化鹼性電解水制氫中試示範工程設備上實現了穩定運行。
  • 中科院大連化物所合成出強酸條件下長壽命廉價電解水催化劑—新聞...
    中科院大連化物所合成出強酸條件下長壽命廉價電解水催化劑 中科院大連化物所合成出強酸條件下長壽命廉價電解水催化劑   近日,大連化物所韓洪憲研究員和李燦院士團隊與日本理化學研究所合作,研發出一種可在強酸條件下長壽命電催化分解水的廉價電催化劑,有望在大規模可再生能源制氫技術中應用。
  • 大化所開發規模化電解水技術 制氫能耗降低15%以上
    23068次閱讀 作者:陶加   來源:中國化工報    2019年09月03日 收藏
  • 【中國科學報】中科院大連化物所將光催化劑活性提高兩個數量級
    大連化物所李燦院士領導的太陽能研究部日前利用半導體光催化劑的不同晶面之間電荷分離效應,設計組裝出一種可在光催化劑的不同暴露晶面上發揮作用的氧化還原雙助催化劑,成功地將光催化劑活性提高了兩個數量級以上,為理性設計合成高效光催化劑提供了策略。相關結果近日發表於《能源與環境科學》。
  • 中科院大連化物所研發出新一代低成本、高功率密度全釩液流電池電堆
    近日,中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、張華民團隊成功開發出新一代30 kW級低成本全釩液流電池電堆。該電堆採用研究團隊自主研發的可焊接多孔離子傳導膜(成本<100元/m2)。相對於傳統的電池組裝技術,膜材料實際使用面積減少30%。
  • 【中國科學報】中科院大連化物所實現太陽能分解水制氫氣和氧氣...
    8月20日,記者從中科院大連化物所獲悉,該所科研人員在國際上首次研製出「自然—人工」雜化光合系統,實現太陽能分解水制氫氣和氧氣。相關成果日前發表於《自然—通訊》雜誌。  研究人員結合大自然植物葉片上含量豐富的「光系統酶II」和人工半導體納米光催化劑耦合構建出雜化光合系統,在可見光照射下實現了生產氫氣和氧氣。
  • 大連化物所在酸性條件下長壽命非貴金屬電解水催化劑方面獲進展
    大連化物所在酸性條件下長壽命非貴金屬電解水催化劑方面獲進展 2019-04-02 大連化學物理研究所 【字體:大 中 小】
  • 大連化物所開發出離子液體穩定的高效單原子催化劑
    日前,中科院大連化物所喬波濤研究員、張濤院士團隊和新加坡國立大學顏寧教授、日本京都大學Hiroyuki Asakura教授以及北海道大學Min Gao教授合作,發現離子液體可增加單原子團聚的活化能、可調節金屬單原子的氧化價態,從而開發出離子液體穩定的高效單原子催化劑。
  • 中科院大連化物所等合成兼具高活性、高穩定性的納米金催化劑...
  • 大連化物所實現界面釕中心高效催化酸性電解水析氧反應
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室二維材料與能源小分子轉化創新特區研究組研究員鄧德會團隊在酸性電解水析氧催化劑研究中取得新進展,發現二氧化釕(RuO2)和石墨烯界面處的釕中心可以顯著提升RuO2基催化劑在酸性電解水析氧反應中的活性和穩定性,該工作為設計和製備高效、穩定的酸性電解水析氧催化劑研究提供了新思路
  • 中科院大連化物所:咬定「煤制烯烴」不放鬆—新聞—科學網
    中科院大連化物所供圖 前不久,中科院大連化學物理研究所(以下簡稱「大連化物所」)副所長劉中民榮獲第七屆周光召基金科技獎。 他獲獎的理由是:完成世界首次甲醇制烯烴工業性試驗。 甲醇制烯烴又稱煤制烯烴,是以煤代替石油,先用煤制甲醇,然後用甲醇製取基礎化工原料——烯烴。劉中民課題組自主開發的煤制烯烴技術,英文縮寫為DMTO。
  • 大連化物所實現電催化高效分解硫化氫制氫
    大連化物所實現電催化高效分解硫化氫制氫 2020-01-14 大連化學物理研究所 【字體:Mater., 2019, 31, 1901996),開發了一種新型的石墨烯殼層封裝鈷鎳納米粒子的鎧甲催化劑。該催化劑在電催化硫化氫體系中,展現出了優異的催化活性和穩定性。優化後的催化劑電解硫化氫制氫所需要的起始電位比電解水制氫低1.24 V。相同電壓下,其電流密度可達貴金屬鉑碳催化劑的兩倍,並遠高於其他貴金屬、金屬氧化物、碳材料等催化材料。
  • 大連化物所發現單核錳催化劑的水氧化活性可媲美自然光合作用催化劑
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室、太陽能研究部中科院院士李燦和博士管景奇等人發現由氮化石墨烯做基體穩定的單核錳活性中心化學水氧化活性轉化頻率高達200s-1以上,可與自然光合作用體系PSII多核錳(CaMn4O5)反應中心的水氧化活性相媲美,並提出單核錳反應中心上水氧化反應機理,相關研究結果以全文的形式發表在《自然-催化》(Nature
  • 【科研進展】大連化物所開發高水熱穩定性Pd基催化劑用於甲烷燃燒
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究室研究員李為臻、喬波濤和中科院院士張濤團隊,與北京大學教授馬丁合作,在高穩定Pd基甲烷燃燒催化劑製備研究中取得新進展
  • 大連化物所金屬氧化物催化劑設計研究取得進展
    大連化物所金屬氧化物催化劑設計研究取得進展 2018-03-09 大連化學物理研究所 【字體研究發現,與共沉澱法製備的Ce-Zr氧化物相比,採用FSP方法製備的氧化物所能提供的氧空位數量增加了19倍。該研究成果為新型氧化物催化材料的設計和應用提供了新思路。  相關研究成果發表在《化學科學》上。該研究得到了中科院-亥姆霍茲夥伴研究團隊項目、中科院青年創新促進會的資助。
  • 中科院大連化物所:點面結合銜接技術和市場—新聞—科學網
    大連化物所科技處副處長、國家技術轉移蘇州中心主任韓滌非告訴《中國科學報》記者,採用大連化物所催化加氫為核心技術的萬噸級CHDM項目及30萬噸乙醇異丙醇項目已在張家港投產,全面達產後年產值將超過20億元。
  • 中日學者研發電解水制氫新型催化劑:便宜,能用8千小時
    中國科學院大連化學物理研究所韓洪憲研究員和李燦院士團隊與日本理化學研究所合作,研發出一種可在強酸條件下長壽命電催化分解水的廉價電催化劑,並有望在大規模可再生能源制氫技術中應用。相關研究成果日前發表在《德國應用化學》上。
  • 大連化物所「第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術」通過科技成果鑑定
    11月9日,由中國科學院大連化學物理研究所劉中民院士團隊開發的、具有自主智慧財產權的「第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術」,在北京通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的成果鑑定。中國工程院院士謝克昌擔任鑑定委員會主任。
  • 大連化物所與陽光電源籤訂質子交換膜電解水制氫技術戰略合作協議
    大連化物所與陽光電源籤訂質子交換膜電解水制氫技術戰略合作協議 2019-10-22 大連化學物理研究所 中 小】 語音播報   10月20日,中國科學院大連化學物理研究所與陽光電源股份有限公司
  • 大連化物所「合成氣制高碳醇」取得關鍵進展
    11月26日,由大連化物所和陝西延長石油榆林煤化有限公司共同開展「合成氣制高碳醇Co-Co2C(鈷-碳化鈷)基催化劑的創製及其在萬噸級裝置上的評價試驗」,在北京通過了中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑑定。