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成都理工大学“氢有独钟”团队:突破电解水制氢瓶颈,助力能源转型


文章来源:网络
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发布时间:2025-05-10 21:20:52

 在全球能源转型的大背景下,氢能作为零碳高效的二次能源,正逐渐成为能源体系的核心载体。我国“双碳”目标的提出,更是加速了氢能产业的发展。然而,电解水制氢技术中电催化反应的缓慢动力学和低选择性问题,一直是制约其发展的瓶颈。

成都理工大学“氢有独钟”团队深耕该领域,成功研发出三款高性能电催化剂,为电解水制氢技术的突破提供了关键支撑。

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一、三维技术突破:从分子设计到全场景适配

团队针对碱性、海水、酸性三种典型电解环境,创新开发三种活性位点调控技术,形成“非金属-双金属-低铂”全体系催化剂矩阵:

碱性环境:杂原子掺杂COFs催化剂(TPDA-BDA COF),2e- ORR路径H₂选择性89.7%,50小时稳定性保持85%+,成本降60%+。

海水环境:Al0.3/Co1-TCPP-CNTs双金属体系,活性位点密度为商业2倍,50小时性能保持率超96%,抗盐沉淀能力提升50%。

酸性环境:CNTs@Pt@MOFs低铂催化剂,Pt负载2.01 wt%,质量活性18.13 mA/μg(商业Pt/C的10.2倍),TOF提升9.4倍。

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二、技术验证与产业化潜力:从实验室到工业场景

知识产权:发表SCI一区论文(IF 16.6),受理3项专利、2项软著,构建全链条知识产权体系。

小试与应用:海水催化剂通过中船派瑞240小时测试(活性保持率>96%);与广西华埔合作试用,耗能降80.3%,成本压至传统工艺47.3%。

专家评价:国家自然科学基金团队认可“原子分散与COF设计全链条创新”,技术价值与市场潜力全国领先。

三、能源转型新引擎:从技术突破到产业生态

产业链重构:技术降本至25元/kg以下(较传统降30%-50%),推动绿氢在工业脱碳、交通储能等场景规模化应用,年节约标准煤超6.8亿吨、减碳超17亿吨。

国际竞争突破:打破贵金属进口依赖,实现全pH场景适配,入选四川省“挑战杯”重点项目,2030年有望形成百亿级市场。

科研范式创新:构建“理论-验证-工程”闭环,通过200组筛选与缩比测试,非煅烧工艺、双金属协同等提供可复制方法论。

四、未来展望:开启绿氢经济新时代

随着《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》提出2060年电解水制氢占比70%的目标,高性能电催化剂成为关键胜负手。成都理工大学“氢有独钟”团队的突破,不仅实现了电催化效率与成本的双重颠覆,更构建了“材料-工艺-应用”的全产业链技术体系。

正如项目负责人黄子锐所言:“我们的目标不仅是技术创新,更是通过材料革命推动能源结构的根本变革。”这一成果不仅为我国氢能产业装上“中国芯”,更向全球展示了绿色技术创新的中国方案。

     

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