中國科學院上海硅酸鹽研究所(以下簡稱“上海硅酸鹽所”)成功召開上海市科技支撐碳達峰碳中和專項——“基于非貴金屬催化劑的可再生能源PEM制氫加氫系統(tǒng)關鍵技術研究及示范”項目啟動會。這標志著上海市在推動綠色氫能技術自主研發(fā)與示范應用方面邁出了堅實一步,為構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供了重要的科技支撐。
該項目緊密圍繞國家“雙碳”戰(zhàn)略目標,旨在攻克質子交換膜(PEM)電解水制氫技術中的核心瓶頸。當前,PEM制氫技術因其響應速度快、氫氣純度高、易于與波動性可再生能源耦合等優(yōu)點,被視為未來綠氫生產的主流技術路線之一。其大規(guī)模商業(yè)化的主要障礙在于電解槽陽極析氧反應(OER)高度依賴稀缺且昂貴的貴金屬(如銥)催化劑,導致設備成本高昂。
本項目的研究重點,正是聚焦于開發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的“非貴金屬催化劑”,以期替代或大幅減少貴金屬用量。項目團隊將依托上海硅酸鹽所在無機非金屬材料、能源材料等領域的深厚積累,從催化劑材料設計、膜電極結構優(yōu)化、電堆集成到系統(tǒng)耦合進行全鏈條創(chuàng)新。核心技術攻關內容包括:探索基于過渡金屬(如鐵、鈷、鎳)的氧化物、氮化物、磷化物等新型催化劑體系;研究其在高酸性、高電位工作環(huán)境下的活性和長效穩(wěn)定性機理;開發(fā)與之匹配的高性能膜電極制備工藝;并最終集成構建一套與可再生能源(如光伏、風電)直接耦合的PEM制氫加氫示范系統(tǒng)。
啟動會上,項目負責人詳細匯報了項目的總體目標、技術路線、研究計劃和預期成果。與會專家來自高校、科研院所及產業(yè)界,他們對項目的立項意義和創(chuàng)新性給予了高度肯定,并就非貴金屬催化劑的活性位點設計、示范系統(tǒng)的運行效率與經濟性評價、以及與可再生能源波動的智能匹配控制等關鍵問題展開了深入討論,提出了寶貴的建議。
項目的成功實施,預期將取得一系列具有自主知識產權的關鍵技術突破,包括高性能非貴金屬催化劑材料、低貴金屬載量或非貴金屬膜電極、以及高效智能的PEM制氫加氫一體化系統(tǒng)。其示范運行不僅將為上海市乃至全國的加氫站提供一種前沿的、低碳的現場制氫解決方案,驗證技術路線的可行性,更重要的是,通過降低對貴金屬資源的依賴,有望顯著降低綠氫的生產成本,從而大力推動氫能在交通、儲能、工業(yè)等領域的規(guī)模化應用,為能源結構的深度脫碳注入強勁動力。
此次啟動會的召開,正式吹響了上海硅酸鹽所協(xié)同創(chuàng)新力量、攻堅綠色氫能核心技術的號角。作為能源科學技術研究服務國家戰(zhàn)略的重要實踐,該項目的研究成果將為中國實現“碳達峰、碳中和”目標提供關鍵的技術路徑和堅實的科學基礎,彰顯了國家級科研機構在引領能源科技革命中的使命與擔當。