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TERA-Award成长之星项目淳华氢能:质子交换膜PEM电解水制氢

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TERA-Award成长之星项目、淳华氢能首席科学家李威宏分享了《质子交换膜PEM电解水制氢》,让我们一起来看看淳华氢能的创新之...




前言:

近年来,随着各国对氢能产业重视程度的不断提升,支持氢能发展的政策相继出台,全球氢能产业步入发展的快车道。据中国氢能联盟发布的数据,2023年全国氢能产量约为3550万吨,预计到2050年,我国氢气需求量将接近6000万吨,产业链年产值将达到12万亿元。


目前,氢能的生产主要依赖于化石能源制氢,在“双碳”目标的引领下,清洁能源发展步伐加快,电解水制氢将逐渐占据主导地位。未来,全球氢气供给也将逐步转向利用可再生能源、生物质制氢的方式,以实现绿色、低碳的发展。


在第三届TERA-Award智慧能源创新大赛颁奖典礼上,TERA-Award成长之星项目、淳华氢能首席科学家李威宏分享了《质子交换膜PEM电解水制氢》,让我们一起来看看淳华氢能的创新之路与创业故事。

淳华氢能首席科学家、香港城市大学机械工程系助理教授 李威宏

以下为发言内容整理:


大家好,非常高兴可以在TERA-Award平台分享我们的创新技术-质子交换膜PEM电解水制氢技术,希望通过这次分享,能够为大家提供新的思考,共同推进氢能技术的发展。

淳华氢能PEM电解槽产品


氢能作为新型能源体系中的重要一环,对减少温室气体排放,尽早实现碳达峰、碳中和具有重要的意义。早在 2006年,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》已将氢能及燃料电池技术列入先进能源技术之中。2023年8月,国家标准委、国家发改委等6 部门联合发布《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,是国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南。


制氢环节居于整个氢能产业链的上游,是决定氢供给和终端用氢价格的前提。2020年“双碳”目标提出后,能源结构转型为绿氢发展创造了良好契机。目前,碱性电解水技术与PEM电解水制氢技术是现阶段主流的电解水制氢技术。其中,与碱性电解水制氢技术相比,PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快、工作效率高等优点,能够完美适应风能和光伏发电的波动性和间歇性。同时,它使用纯水作为电解水制氢的原料,避免了潜在的碱液污染和腐蚀问题,因此设备寿命更长。


淳华氢能的技术源自中国载人航天军民融合项目。自1989年技术立项以来,经历了30多年的研究、测试和应用,技术不断取得突破,发展历程与世界领先的PEM电解水制氢技术同步。

淳华氢能新一代PEM电解槽


由于PEM 电解在强酸性环境下进行,需使用贵金属催化剂,通过掺杂非贵金属或者降低贵金属载量等方式降低成本尤为关键,我们自主研发的硼化物陶瓷负载氧化铱可以有效降低了贵金属的载量,优于学术界的数据。同时,我们研发的沟槽型膜电极显著强化了气液电传递效率,使得电解反应更加高效;以及独特的Janus气体扩散层有效促进了气泡的快速排离,进一步提高了反应效率和稳定性。


在贵金属载量和电流密度这两项关键性能指标上,我们的创新成果已经超越了美国能源部(DOE)设立的2026年目标。从能耗效率的角度看,我们的电解槽设备性能上与NEL、康明斯和ITM等主要电解槽设备生产商相比肩,达到了业界领先的水平。


有一种说法认为,中国的碱性电解槽因性价比高而具有竞争优势,但在PEM电解槽技术方面一直落后于西方国家。淳华氢能希望向大家证明,中国的PEM电解槽同样可以引领世界。自2016年起,我们已经申请了60多项相关专利。我们的研发团队在国内外一系列顶级期刊上发表了50多篇学术论文,并与多所国内外知名大学建立了合作关系。

生产操作车间


当前,淳华氢能的产品包括小型电解槽、中型电解槽以及大型电解槽,已广泛应用于便携式制氢设备、半导体制造和大型制氢储能等领域。2023年,我们已完成中试生产,销售PEM水电解槽约10万个,总计约15兆瓦,实现5000万元产值。未来,我们将继续投资扩大产能,实现大规模生产。




第三届TERA-Award大赛成长之星

淳华氢能源科技(湖南)有限公司



香港中华煤气常务董事黄维义为淳华氢能颁奖


淳华氢能成立于2015年,是国内最早专注于PEM电解水制氢的高科技企业、是该技术产品的始创发明单位、和知识产权拥有单位,是国家标准的起草制定单位,也是中国氢能技术创新和产业发展的领军企业。


研发团队历经30多年致力于技术的研发、测试、论证、升级。产品率先实现完全国产,技术达到国际领先。公司拥有来自包括日本东京大学、香港城市大学、华北电力大学等国内外一流专家学者的研发团队。


2022年,湖南省株洲市政府将该项目引进株洲高新区,成立淳华氢能源科技(湖南)有限公司。成立两年来,已成为湖南省氢能行业的领军企业,实现了规模量产。已获得国家级高新技术企业、湖南省专精特新企业、国家标准创新单位认证。公司拥有国内最早的该领域多项发明专利,目前已授权专利共50多项。














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TERA-Award智慧能源创新大赛

大赛由香港中华煤气主席李家杰博士发起,以“为绿色经济发展赋能”为使命,目标是寻找面向未来的智慧能源领域优秀的创新技术和解决方案。


大赛致力于打造应用场景、奖金、投资于一体的全球化创业服务平台,帮助创业项目落地,推动智慧能源创新技术快速走向实践。

了解更多信息可添加大赛小助手微信


本文转载自公众号:

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2024-07-12 08:38 发布
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