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澳大利亚科学家找到突破方法,从水中廉价制氢——产业合作花落深圳!

人类大量使用石油、煤炭和天然气等化石能源,已经造成严重的环境污染和温室效应;同时地球面临着资源枯竭的危险。

最有潜力替代传统能源的是氢能。其优势是清洁环保、效能高、来源广和可储能等等,氢能被看作是最具应用前景的能源之一。然而氢能发展的关键技术瓶颈是:如何高效、低成本和环保地制氢?

澳大利亚的优秀科学家们另辟蹊径,目前已经研究成功一种廉价高效的新型电解水制氢技术;这种制氢方式绿色环保,生产灵活并且纯度高(99.999%),副产高价值氧气;更重要的是制氢效率高而成本低。  

▲澳大利亚新南威尔士大学赵川教授

该技术采用了一种价格低廉、市场上常见的泡沫镍材料,电镀上一种活性很高的镍铁合金催化剂而制成电极。这个电极材料内部与超薄的纳米镍铁合金镀层富含大量微孔。

▲有关技术的图解

由于镀层和内部都充满微孔,新型电极的表面积非常大,溶液与电极的接触面积因此大大增大,缩短了传质距离,极大地提高电解反应效率。这是目前世界上使用碱性电解质的电极中,产氢效率最高的

该新技术的另外一个明显优势是: 常规电解水技术需要使用珍贵的稀有金属(钌、铂和铱)作为电极材料,而该电极使用镍和铁为原料,成本低廉、容易制造。

快速浏览一下今天的金属价格,就会明白为什么这可能是改变游戏规则的技术——铁和镍价格和钌、铂和铱的价格,差距达数千倍。

世界知名电化学家、澳大利亚新南威尔士大学的赵川教授表示,该技术将帮助我们更进一步开发氢能——地球上储量最丰富的清洁能源,为我们从“化石经济”迈入“氢经济”注入强大动力。

氢作为清洁高效的能源,若能大规模低成本获取,将有利于满足世界日益增长的能源需要,同时减少温室气体排放,保护环境。

产业合作花落深圳

前沿科技的持续研究和产业化,需要独具慧眼又富有远见的企业家的支持。一个好消息是,这项澳大利亚技术已经得到了来自中国深圳的凯豪达氢能源公司的加盟。

凯豪达氢能源公司的负责人经过深入调查、多次登门拜访与谈判;在与多家企业的激烈竞争中脱颖而出,获得了该技术的合作研发的机会,同时获得了电解水制氢新型电极及装置专利技术的全球全领域独家使用权。

由此,凯豪达氢能源公司与世界顶尖研究型学府——澳大利亚新南威尔士大学建立了长期稳定的合作关系以及产学研合作模式。

在2016年在北京的新南威尔士大学火炬创新园区项目启动仪式上,新型电极及装置项目被列为首批五家入驻创新园区项目之一。

▲2016年4月14日两国总理见证新南威尔士大学

火炬创新园区签署仪式

2018年初,新南威尔士大学和澳大利亚国立大学分别通过ARENA(澳大利亚可再生能源署)申请了国家可再生能源研发项目。凯豪达水电解制氢技术被纳入两项申请当中。两项方案均已顺利通过ARENA的评估并获得批准。同年,新南威尔士大学和凯豪达联合氢能实验室在深圳成立。

2018年10月,在中澳火炬创新园成立两周年之际,双方再次签订了氢能源燃料电池联合研发合作协议。这意味着双方的合作持续升级,共同促进氢能的发展和战略合作,为技术转化作布局和铺垫。

澳大利亚政府对中澳火炬计划的合作项目也高度关注和重视。2019年6月,在澳大利亚驻华科技参赞和澳贸委官员的陪同下,澳大利亚首席科学家Dr. Alan Finkel携团队专程莅临凯豪达氢能源,对凯豪达-UNSW氢能技术先进性和氢能产业布局前瞻性给予赞赏。

▲澳大利亚首席科学家Dr. Alan Finkel

目前,由赵川教授领导的UNSW研发团队在凯豪达的支持下,在新型电解水制氢技术的研发上已取得成功。凯豪达氢能源已基于此技术在中国深圳建造了其第一座制氢加氢示范站。这也是中国深圳第一座制氢加氢示范站,将为深圳市氢能发展提供强有力的示范。

除此之外,凯豪达氢能源已利用这项技术在中国开展了一系列的商业运营合作计划。截止到目前,公司已与中国多个城市签署氢能源开发落地合作协议,建设制氢加氢站、制氢总站,及配套电解水制氢装置生产链。在这同时,凯豪达氢能源也计划利用新型电解水技术在澳大利亚建设第一个示范工程,为开拓澳大利亚市场走出第一步。

▲深圳第一座制氢加氢示范站

未来,凯豪达氢能源与澳大利亚新南威尔士大学将继续深化产业和学术合作创新,加快转换技术成果,携手打造氢能未来。

随着研发的推进,电解水制氢技术将日益成熟;如果能与再生能源结合,电解水制氢将达到全周期零排放,其优势将进一步体现。

根据2019《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,未来用可再生能源发电制氢的潜力很大。可以期待,随着可再能源发电平价上网,电解水制氢成本将持续下降。

另外根据“氢能于澳大利亚的未来”(Hydrogen for Australia’s future ,点击“阅读原文”了解),虽然可再生电力电解技术目前生产氢气的成本更高,但它们的碳排放很低。随着技术的持续推动和创新,电解制氢成本有望在短期或中期内降低,到2025年成为可与化石燃料制氢方法相匹敌的制氢方法。

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