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新材料解決電解水制氫系統長期運行難題 海南大學提出可行性方案
2024年08月29日 15:47:42
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5416
能源是影響國家發展的一個重要因素。隨著工業化和城鎮化進程的不斷提升，作為全球能源消費大國，我國對于能源產業的依賴程度也在不斷提升。與此同時，能源又和環保產業有直接聯系。在雙碳計劃這個大背景下，如何平衡能源需求與可持續發展戰略成為了現階段有關部門以及企業需要考慮的問題。
【化工儀器網 行業百態】能源是影響國家發展的一個重要因素。隨著工業化和城鎮化進程的不斷提升，作為全球能源消費大國，我國對于能源產業的依賴程度也在不斷提升。與此同時，能源又和環保產業有直接聯系。在雙碳計劃這個大背景下，如何平衡能源需求與可持續發展戰略成為了現階段有關部門以及企業需要考慮的問題。
而從技術發展的角度來看，解決問題的關鍵似乎落到氫能的身上。氫能的燃燒產物僅為水，不產生任何溫室氣體和有害物質。在這個基礎上氫氣的能量密度高，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，并且資源儲備豐富。因此，從可持續發展的需求來看，氫能是一種理想的能源。
但與此同時，氫能同樣面臨許多的問題。首先從制備的角度來說，傳統通過化石燃料燃燒產生的氫氣并不符合可持續發展的理念。因此，理想的氫能(綠氫)制備過程也要符合環保的基本理念。因此無論是綠氫，還是過渡用的藍氫，理想且合適的制備手段還是電解制氫。
而電解水制氫技術雖然清潔，但成本仍較高，造成這種情況的的原因來自電解水制氫系統本身。
盡管，質子交換膜電解水(PEMWE)技術具有能量轉換率高、產物氫氣純度高等優點，且適應可再生能源發電的波動性，發展前景廣闊。但是其設備的壽命卻存在明顯缺陷。作為核心環節之一的陽極析氧反應(OER)需要高電位和強酸性環境，這個環境下催化劑易被嚴重腐蝕，從而影響后續反應的進行。
而針對這個問題，最近海南大學給出了一個解決方案。據悉，海南大學海洋科學與工程學院科研人員采用成本低且易于規模化生產的合成技術，制備出超細銥釕納米線材料。這種材料以納米線結構自身優良的導電性能為基礎，通過摻雜釕(Ru)改變銥(Ir)的電子結構，降低催化劑的反應能壘，提高在酸性環境下的OER性能。
而在實驗中，這種材料更獲得了非常不錯的成績，在大電流密度下穩定運行500小時以上，性能已經超過了商用IrO2和Pt/C催化劑。隨著研究的深入和技術的不斷進步，相信這一成果將在更多領域得到廣泛應用和推廣。
本文參考資料來源：科技日報
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