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新材料解决电解水制氢系统长期运行难题 海南大学提出可行性方案
2024年08月29日 15:47:42
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：5374
能源是影响国家发展的一个重要因素。随着工业化和城镇化进程的不断提升，作为全球能源消费大国，我国对于能源产业的依赖程度也在不断提升。与此同时，能源又和环保产业有直接联系。在双碳计划这个大背景下，如何平衡能源需求与可持续发展战略成为了现阶段有关部门以及企业需要考虑的问题。
【化工仪器网 行业百态】能源是影响国家发展的一个重要因素。随着工业化和城镇化进程的不断提升，作为全球能源消费大国，我国对于能源产业的依赖程度也在不断提升。与此同时，能源又和环保产业有直接联系。在双碳计划这个大背景下，如何平衡能源需求与可持续发展战略成为了现阶段有关部门以及企业需要考虑的问题。
而从技术发展的角度来看，解决问题的关键似乎落到氢能的身上。氢能的燃烧产物仅为水，不产生任何温室气体和有害物质。在这个基础上氢气的能量密度高，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，并且资源储备丰富。因此，从可持续发展的需求来看，氢能是一种理想的能源。
但与此同时，氢能同样面临许多的问题。首先从制备的角度来说，传统通过化石燃料燃烧产生的氢气并不符合可持续发展的理念。因此，理想的氢能(绿氢)制备过程也要符合环保的基本理念。因此无论是绿氢，还是过渡用的蓝氢，理想且合适的制备手段还是电解制氢。
而电解水制氢技术虽然清洁，但成本仍较高，造成这种情况的的原因来自电解水制氢系统本身。
尽管，质子交换膜电解水(PEMWE)技术具有能量转换率高、产物氢气纯度高等优点，且适应可再生能源发电的波动性，发展前景广阔。但是其设备的寿命却存在明显缺陷。作为核心环节之一的阳极析氧反应(OER)需要高电位和强酸性环境，这个环境下催化剂易被严重腐蚀，从而影响后续反应的进行。
而针对这个问题，最近海南大学给出了一个解决方案。据悉，海南大学海洋科学与工程学院科研人员采用成本低且易于规模化生产的合成技术，制备出超细铱钌纳米线材料。这种材料以纳米线结构自身优良的导电性能为基础，通过掺杂钌(Ru)改变铱(Ir)的电子结构，降低催化剂的反应能垒，提高在酸性环境下的OER性能。
而在实验中，这种材料更获得了非常不错的成绩，在大电流密度下稳定运行500小时以上，性能已经超过了商用IrO2和Pt/C催化剂。随着研究的深入和技术的不断进步，相信这一成果将在更多领域得到广泛应用和推广。
本文参考资料来源：科技日报
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