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我国自研兆瓦级PEM制氢装备性能进阶

文章来源：科技日报更新时间：2023-04-18 16:07:05

贵金属负载量降低三分之二、电流密度提升一倍以上、单位面积材料下实现更大产氢量……4月15日，由我国嘉庚创新实验室自主研发的高性能兆瓦级PEM制氢装备发布，该设备以低贵金属载量实现了最高性能指标，大幅降低制氢成本，使PEM制氢技术向产业化方向更进一步。

　　本次发布的高性能兆瓦级PEM制氢装备，核心材料国产化率超过90%，以纯水为反应物，具有体积小、响应速度快、工作范围宽、低成本等特点，获得专家评委会“整体水平处于国内领先，部分关键性指标已达国际先进水平”的评价。

高性能兆瓦级PEM制氢装备发布现场。嘉庚创新实验室供图

　　PEM电解水(质子交换膜电解水)是目前三种主流电解水制氢技术之一，即通过质子交换膜将水分解成氢和氧，利用化学反应和电化学反应实现氢的产生。相较于传统碱性水电解技术，PEM制氢装备具有体积小、响应速度快、清洁环保的优势，但因其依赖价格比白金还贵的贵金属铱作催化剂，成本问题一直困扰该技术路线的发展。

　　嘉庚创新实验室PEM制氢项目负责人陶华冰博士介绍，研究团队在材料领域实现突破，成功开发可批量制备、高工况活性的核壳结构催化剂，大幅降低设备对稀缺贵金属材料铱铂的载量，使PEM制氢成本大大降低;此外，通过优化设计和改进工艺，新设备在降低成本同时，工作效能和使用寿命大幅提升，能够适应更宽的工作范围和更快地动态响应需求。

　　“高性能、兆瓦级优势使我们的设备成功迈入能源产业领域门槛。”陶华冰介绍，目前该设备已在窑炉、离网制氢系统等多种场景开展应用测试，在此基础上开发的兆瓦级PEM制氢系统产品也在筹备开展应用测试。

　　“团队从催化剂、膜电极等领域不断突破关键材料科学技术难题，逐步完成不同规模大小PEM制氢系统的开发制造，相关成果已跑到氢能赛道的前列，未来将在交通、化工、钢铁、储能等多领域发挥重要作用。”中国科学院院士、嘉庚创新实验室主任田中群介绍，嘉庚创新实验室是福建省省级创新实验室，近年来，研究团队依托高层次创新平台和厦大基础研究深厚积累，深耕氢能等新能源、新材料领域，不断攻克“卡脖子”技术、志在推动高技术成果产业化。

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