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實(shí)現(xiàn)工業(yè)粗氫分離與存儲(chǔ)一體化!復(fù)旦大學(xué)與北大團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新技術(shù)
時(shí)間:2025-07-21 17:04
來源:網(wǎng)絡(luò)
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(HEIE振威國際氫能展組委會(huì)報(bào)道) 氫能,被譽(yù)為未來清潔能源的“明星”,正引領(lǐng)全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮。然而,一個(gè)巨大的瓶頸阻礙著它的廣泛應(yīng)用:我們手上有大量現(xiàn)成“粗氫”,卻難以高效、低成本地提純和儲(chǔ)存。
據(jù)云南網(wǎng)、和訊網(wǎng)等多家媒體7月20日報(bào)道,復(fù)旦大學(xué)未來能源高等研究院包信和院士、朱義峰研究員及北京大學(xué)馬丁教授團(tuán)隊(duì)日前在《自然·能源》發(fā)表一項(xiàng)重要成果。他們成功研發(fā)出一種全新的催化技術(shù),首次實(shí)現(xiàn)了工業(yè)粗氫的直接分離與存儲(chǔ)一體化。
“工業(yè)粗氫是一種被雜質(zhì)困住的寶藏。”包信和表示,全球每年生產(chǎn)氫氣超過9500萬噸,我國貢獻(xiàn)超過3300萬噸,是產(chǎn)氫大國。其中超過98%的氫氣來自煤炭、天然氣等化石能源的重整過程。此外,鋼鐵、化工等行業(yè)也會(huì)排放大量含氫廢氣,每年全球排放量約990萬噸。“這些都是寶貴的‘工業(yè)粗氫’。但它們都含有大量雜質(zhì)——主要是一氧化碳和二氧化碳(統(tǒng)稱COx)?,F(xiàn)有的分離提純技術(shù)復(fù)雜、成本高昂,導(dǎo)致這些量大價(jià)廉的粗氫資源難以直接用于氫燃料電池汽車等高端領(lǐng)域,造成了巨大的資源浪費(fèi)。”
成果的核心突破在于設(shè)計(jì)了一種“聰明”的新型催化劑,讓催化劑學(xué)會(huì)“挑食”。“這種催化劑的精妙之處在于它能精準(zhǔn)‘抓取’粗氫中的氫氣分子進(jìn)行反應(yīng),卻對(duì)‘討厭’的雜質(zhì)COx‘視而不見’。他們利用這種催化劑,巧妙地將粗氫中的氫氣,像‘存錢’一樣直接儲(chǔ)存到一種特定的液體分子中。”朱義峰解釋道。
他表示,當(dāng)需要純凈氫氣時(shí),比如給燃料電池汽車加氫,只需對(duì)這個(gè)“儲(chǔ)氫液體”進(jìn)行簡單催化反應(yīng)(脫氫),就能釋放出純度極高、完全不含COx雜質(zhì)的氫氣,滿足嚴(yán)格的使用要求。
“關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)了三大突破。”朱義峰介紹,首先是“抗毒”能力強(qiáng),即使在雜質(zhì)COx濃度超過50%、比氫氣還多,且溫度高達(dá)170℃的惡劣環(huán)境下,這種催化劑依然能高效工作,性能媲美使用純氫!這徹底打破了傳統(tǒng)催化劑極易被雜質(zhì)“毒死”失效的局限。其次,流程革命性簡化,告別煩瑣的“先提純、再儲(chǔ)存運(yùn)輸”老路。傳統(tǒng)方法需要經(jīng)過水汽變換、脫碳、吸附、Pd膜分離、深冷等多道復(fù)雜工序提純氫氣,然后再壓縮或液化儲(chǔ)存運(yùn)輸,最后還得釋放使用,過程冗長、設(shè)備多、能耗高、成本巨大。新技術(shù)一步到位完成“分離+儲(chǔ)存”,大大縮短了流程,顯著降低了能耗和設(shè)備投資。
“更重要的是產(chǎn)出價(jià)值高,這一技術(shù)能最終得到直接用于燃料電池的高純氫氣,而得到的COx富集尾氣也具有一定經(jīng)濟(jì)與應(yīng)用價(jià)值。”
“我們研發(fā)的‘吃粗糧’的催化劑,讓工業(yè)粗氫中的氫氣精準(zhǔn)‘存’進(jìn)液體,使用時(shí)再釋放高純氫,一步解決分離和儲(chǔ)存兩大世界性難題,盤活巨量粗氫資源。”馬丁強(qiáng)調(diào)。
關(guān)于HEIE振威國際氫能展
·展會(huì)全稱:北京國際氫能技術(shù)裝備展覽會(huì)
·展會(huì)時(shí)間:2026年3月26日-28日
·展會(huì)地點(diǎn):北京·中國國際展覽中心(順義館)
·主辦單位:
中國能源研究會(huì) 振威國際會(huì)展集團(tuán) 北京振威展覽有限公司
·支持單位:
中國能源研究會(huì)氫能專委會(huì) 內(nèi)蒙古氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì) 湖南省氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體
·同期展會(huì):
cippe 第二十六屆中國國際石油石化技術(shù)裝備展覽會(huì)
·參展范圍
氫氣儲(chǔ)運(yùn)及相關(guān)設(shè)備; 制氫設(shè)備技術(shù)與氫氣供應(yīng);氫燃料汽車;燃料電池系統(tǒng)及成果應(yīng)用;燃料電池及關(guān)鍵部件和供應(yīng)技術(shù);加氫站成套設(shè)備;氫液化工廠;低溫液體泵動(dòng)力設(shè)備類;氣體測量與分析儀表類;車載供氫系統(tǒng);氫能專利及成果轉(zhuǎn)讓; 應(yīng)急防護(hù)及勞保用品;氫能示范區(qū)、學(xué)研機(jī)構(gòu);消防報(bào)警設(shè)備工業(yè)安防系統(tǒng)。
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