海南大學科研團隊對接企業需求，持續優化電解水制氫科技
科研成果加快邁出“實驗室”躍向“生產線”

5月24日，海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊成員們在實驗室開展原位電化學測試。海南日報記者黎鵬攝

海南日報記者黎鵬

5月24日，在海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊實驗室，該校學生賴振興正認真調試可再生能源驅動電解水制氫系統。經過他的一系列操作，系統製備出的氫氣進入氫燃料電池，產生的電流使屋內牆上的校徽創意圖案瞬間被點亮。

“根據實驗條件測算，我們的電解水制氫系統製備1Nm3氫氣，只需4.2度電。而現時工業電解水制氫能耗普遍在5.6度電左右。”海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊負責人鄧意達說。

今年政府工作報告提出，加快前沿新興氫能、新材料、創新藥等產業發展。據中國氫能聯盟發佈的數據，2023年全國氫能產量約3550萬噸，主要來源於傳統化石燃料制氫，這種制氫過程會排放大量二氧化碳和污染物。

相較於傳統制氫，電解水制氫在綠色環保方面優勢明顯，但現時由於成本高，致使其產量占比非常低。在這樣的背景下，探尋廉價高效長壽的電解水制氫路徑，成為國內外相關企業和科研團隊共同追求的目標。

“在電解水制氫企業調研時，我們發現制氫成本高主要體現在催化資料和電能消耗方面，企業希望我們能够在提高制氫效率、壽命和降低成本上有所突破，實現降本增效的目標。”鄧意達說。

現時，電解水制氫催化劑主要以鉑、氧化銥及氧化釕等貴金屬為主，這也是導致電解水制氫成本高的主要原因之一。經過綜合考慮後，海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊决定從催化劑入手，尋找性價比更高的催化資料。

“對於電解水制氫來說，合適的替代資料，不僅要高活性、長壽命，還要滿足低成本等條件，這樣才能確保制氫生產成本大幅降低。”鄧意達說。

聚焦這一目標，海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊設計開發了以過渡金屬（鎳、鐵、鈷等）為代表的低成本、高性能的非貴金屬催化資料。

實驗室裏，經歷高溫煆燒、真空乾燥等一系列工序後，製備成功的催化資料終於顯露真容。在顯微鏡下，海南日報記者看到團簇、立方顆粒、薄膜等不同形貌的催化劑。

“團隊已實現對非貴金屬催化資料的批量製備，這也為實現規模化電解水制氫打下了堅實基礎。”鄧意達說，經過科技優化，該團隊電解水制氫效率比工業水准提高了22%，電能消耗降低了26.9%，制氫成本降低了22.6%。

“過去在做科學實驗時，我們更多考慮的是科技可行性和科學問題的解决，在結合企業的需求與建議後，我們現時正對標企業需求，對電解水制氫科技不斷優化。”鄧意達舉例說，比如有企業提出，由於電解水制氫過程中各個電解模塊互相關聯，一旦有的模塊出現故障則整個系統都將停止工作。聚焦該問題，該團隊開發出了模組化電解水系統，一旦出現故障，替換故障模塊，避免影響整個系統的運作。

當前，我省正在加快推進“向海圖強”“向綠圖強”，這也讓海南大學海洋新能源開發與電化學應用團隊看到了新能源產業發展的廣闊前景。下一步，該團隊將繼續發揮科技優勢，對接產業需求，在海水制氫、打造可再生氫能微電網系統等領域持續發力，不斷為新型清潔能源科技發展和產業轉型提供科技支撐。

（海南日報海口5月26日訊）