復(fù)旦最新成果發(fā)《科學(xué)》，為綠色氫能發(fā)展奠定里程碑

中新網(wǎng)上海2月14日電 (記者 陳靜)《科學(xué)》(Science)主刊14日凌晨刊登了中國(guó)學(xué)者的創(chuàng)新型研究成果。他們合成了具有極高催化活性和穩(wěn)定性的銥/鈰嵌入式負(fù)載催化劑，在減少貴金屬用量的同時(shí)顯著提高了綠色氫氣的生成效率，為綠色氫能的可持續(xù)發(fā)展奠定了新的里程碑。

隨著全球應(yīng)對(duì)氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的壓力日益加劇，綠色氫氣(簡(jiǎn)稱：綠氫)作為一種高效、可持續(xù)的能源載體，越來(lái)越受到關(guān)注。綠氫有三種基本用途：儲(chǔ)能載體、還原性燃料、基本化工原料，在推動(dòng)“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中具有關(guān)鍵作用。在綠氫的生產(chǎn)過(guò)程中，PEMWE電解水技術(shù)是當(dāng)前最為前沿的技術(shù)之一，其高效分解水產(chǎn)生氫氣的能力使其在全球綠色氫能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中占據(jù)重要地位。PEMWE技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍面臨幾個(gè)技術(shù)瓶頸，其中最主要的挑戰(zhàn)之一便是催化劑成本和性能問(wèn)題。

為了突破這一瓶頸，復(fù)旦大學(xué)張波、徐一飛、段賽、徐昕合作團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的嵌入式負(fù)載型催化劑設(shè)計(jì)方案。“形象來(lái)說(shuō)，負(fù)載型催化劑看上去就像我們?cè)绮统缘穆榍?，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化銥，正是這些‘芝麻’在發(fā)揮催化作用?！睆埐ù虮确降?。但這種結(jié)構(gòu)就導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題——電解水制氫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，不斷沖刷催化劑，導(dǎo)致“芝麻”易脫落。如何才能讓“芝麻”不容易脫落？張波想到了牙齒：“牙齒是種在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么氣泡再?zèng)_刷，‘芝麻’也不會(huì)輕易脫落了?！边@種設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了貴金屬銥的用量，也因?yàn)檩d體對(duì)催化劑的調(diào)控，提升了催化性能。

經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同攻關(guān)，學(xué)者們對(duì)該催化劑進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)6000小時(shí)的PEMWE工況測(cè)試。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果估算，由此制備出來(lái)的PEMWE設(shè)備壽命高達(dá)15年以上。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的預(yù)測(cè)，到2050年，全球氫氣需求將達(dá)到億噸以上，其中大部分來(lái)源于綠色氫氣。復(fù)旦大學(xué)的這一研究成果為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了新的技術(shù)支撐。

據(jù)悉，此次研究成果的發(fā)布，標(biāo)志著PEMWE技術(shù)在催化劑設(shè)計(jì)方面的重大突破，將直接促進(jìn)綠色氫氣產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速。隨著PEMWE技術(shù)的不斷發(fā)展，氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓寬，從傳統(tǒng)的化工、石油冶煉、冶金等工業(yè)領(lǐng)域到燃料電池交通、分布式發(fā)電、能源存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域，氫能有望成為未來(lái)全球能源體系的支柱之一。