3月20日,由國家自然科學基金資助、中石化石油化工科學研究院有限公司(以下簡稱“石科院”)牽頭承擔的“高效分布式制氫集成技術的基礎科學及工程問題”研究項目順利通過基金委組織的結(jié)題驗收,研究成果為我國制氫領域關鍵技術突破提供了重要支撐。
該項目聚焦電解水制氫與天然氣現(xiàn)場制氫領域的核心科學難題,由集團公司高級專家慕旭宏擔任項目負責人,項目參與單位包括中國石化新能源研究所、石科院第二十七研究室、中國科學院大連化學物理研究所(大化所)、天津大學、浙江思欣通氫能科技有限公司(思欣通)聯(lián)合研發(fā)團隊。
項目下設“分布式高效電解水制氫技術研究”、“分布式制氫甲烷部分氧化高效穩(wěn)定催化劑及工藝研究”、“分布式制氫等離子體輔助式化學鏈載氧體催化劑及工藝研究”和“高效、緊湊、智能化天然氣分布式制氫系統(tǒng)集成技術研究”四項課題,通過四家單位跨學科協(xié)作,在基礎理論、技術開發(fā)及工程應用層面取得突破性進展。
1 科研產(chǎn)出豐碩
項目累計發(fā)表高水平論文30篇,申請發(fā)明專利31項,含美、英國際專利各1項,形成自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
2 技術突破顯著
在電解水制氫領域,開發(fā)新型高活性堿性電解水催化劑和PEM低銥陽極催化劑與原子簇陰極催化劑,分別在工業(yè)級電解槽連續(xù)運行超3000小時無衰減。開發(fā)高效甲烷部分氧化催化劑,實現(xiàn)了CH?轉(zhuǎn)化率>95%,連續(xù)運行超300小時無失活。研究了等離子體輔助多重整技術,揭示利用等離子體激發(fā)降低反應能壘的機理和作用機制。形成了高效分布式天然氣制氫系統(tǒng)集成技術,利用天然氣/沼氣氣源,開展了分布式制氫應用場景示范。
3 工程示范落地
堿水電解制氫完成1500 Nm3/h示范電解槽的設計制造安裝和運行,PEM電解水制氫完成了200 Nm3/h示范電解槽的設計制造安裝和運行,等離子輔助甲烷多重整制氫完成25 Nm3/h示范驗證,300Nm3/h的天然氣分布式制氫示范裝置適配沼氣場景生產(chǎn)綠氫,兼具環(huán)保與經(jīng)濟性。
未來,石科院將繼續(xù)深化氫能核心技術攻關,推動綠氫在工業(yè)脫碳中的大規(guī)模應用,為國家雙碳戰(zhàn)略目標實現(xiàn)貢獻力量。