电解水制氢电极材料研发获突破

<正>近日,中国科学技术大学教授俞书宏研究组开发出一步法合成技术,实现了二硒化钴和二硫化钼材料的化学嫁接,研制出析氢性能接近贵金属铂的水还原高效复合催化剂,而且稳定性优异,有望取代铂成为新一代廉价的氢电极材料。将可再生能源(如太阳能、风能、水位能等)以氢为媒介存储、运输和转化可实现环境友好和可持     

大连化物所人工光合制氢技术获重大突破

<正>可持续、高效率的规模制氢技术的开发,已成为"氢经济"时代的迫切需求——氢气能量密度高、清洁环保,燃烧后生成水无任何污染物,是一种理想的能源载体;氢能与现有能源系统匹配和兼容,能方便、高效地转换成电或热,有较高的转化效率;氢还可以转化合成甲醇或氨等大宗化学品,受到工业界极大关注。随着氢能利用技术渐趋成熟,有望取代现有石油经济体系的"氢经济"时代,正在一个又一个相关技术的突破中逐渐向我们靠近。     

二硫化钼在电催化析氢反应中的应用进展

氢气因清洁和可再生等优点，被认为是一种具有发展前景的清洁能源，在未来替代传统化石燃料的可再生能源体系中具有重要地位。电化学分解水是一种高效且环境友好的制氢途径，在电解水制氢技术的发展中，高效电催化析氢催化剂的作用显得尤为重要。二硫化钼(MoS₂)具有较低的析氢吉布斯自由能及耐酸碱腐蚀等优点，因此，MoS₂作为高效的电催化析氢催化剂一直是研究热点。阐述了MoS₂的电催化析氢机理，综述了不同形貌MoS₂在电催化析氢中的应用，通过对MoS₂电催化剂进行改性来优化其催化活性。研究表明通过改善MoS₂边缘位点的催化活性、增加活性位点的数量等方法能够极大地改善MoS₂电化学析氢过程中的催化活性。     

介孔NiS_2/S-g-C_3N_4的制备及其光催化产氢性能研究

利用介孔SiO_2作为硬模板,采用CH_4N_2S和Ni(CH_4N_2S)_4作为前驱体,通过一步退火法成功制备了介孔S-g-C_3N_4负载NiS_2复合光催化剂。利用介孔材料的有效传质效应;同时利用Ni-S配位原子层作为S-g-C_3N_4和NiS_2的过渡连接层,确保了S-g-C_3N_4和NiS_2间光生载流子的高效传输;最后利用非贵金属NiS_2作为助催化剂来降低析氢过电位,促进H~+的电催化还原,这为获得高效的g-C_3N_4基光催化产氢材料提高了保障。在光催化产氢性能测试中,介孔NiS_2/S-g-C_3N_4复合材料表现出优异的光催化性能,在可见光下(λ≥420 nm)100-NiSCN样品的产氢性能达到141.33μmol/(g·h),是纯g-C_3N_4的46倍。该研究为制备高效的g-C_3N_4基光催化剂提供了一种简单、高效、经济的设计思路,并为大规模工业化生产及应用提供了理论基础。     

浅谈氢能源技术优势及发展

随着世界环境污染的严重以及国际能源局势的紧张,不可再生能源的开采利用已经不能满足未来世界的可持续性发展,所以必须要使用新型环保可再生能源替代传统的石油、天然气等不可再生能源。氢能源属于一种高效清洁环保的能源,所以在全世界范围内对氢能源的开发、研究都十分活跃。就目前我国的现状来讲,对氢能源的开发有着极为重要的价值。对氢气实行大规模的生产制造是氢能源推广应用的保障,同时氢能源的储运也是氢能源应用过程中最为重要的一个环节。     

新型氢气储运技术将工业化

正近日,中国化学集团旗下中国五环工程有限公司与氢阳能源控股有限公司签定了宜都1万t/a储油项目EPC总承包合同,此举标志着氢阳能源自主开发的新型氢气储运技术即将进入工业化。这种新型氢气储运技术是氢阳能源开发的常温常压有机液态储氢材料生产(LOHC)技术,是一种新型安全高效的氢气储运技术,可破解当前氢能源产业在存储、运输和应用方面存在的低安全性和高成本难题。     

电解制氢与氢储能

电解水制氢技术在直流电的作用下,将水分解为纯氢和纯氧。氢作为能源载体,可实现无碳能源的循环利用,可以将波动性的可再生能源电力通过"电–氢–电(或化工原料)"的方式加以高效利用,兼具绿色与高效的特点,为未来人类社会的能源转化利用提出了新的解决方案。本文基于氢储能的理念,介绍了电解制氢的技术特点,概括了国内外近期质子交换膜水电解技术的发展态势,分析了新型电解水技术的发展方向,并提出了我国未来发展电解制氢技术与氢储能的建议。     

消息报道

氢能 :新能源的骄子　　实现可持续发展 ,需要不断探索开发新的能源。核能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能等形形色色新能源的利用 ,为人类文明进步注入了强大推动力。然而在新世纪 ,对石油和化学工业产生最直接和巨大影响的当属未来时代新能源的骄子——氢能。众所周知 ,氢作为化工原料对发展石油化学工业有着重要作用 ,但 2 1世纪 ,氢将作为高效、清洁、可再生性新能源发挥更大的作用。氢能利用包括三个方面 :利用氢和氧化剂发生反应放出的热能 ;利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能 ,及利用氢的热核反应释放出…     

过渡金属磷化物用于电解水析氢反应的研究进展

氢能是一种很有发展前景的可替代化石燃料的清洁能源,电解水制氢技术是最有希望实现能源可持续发展和零排放的制氢途径,而设计开发储量丰富、成本低廉以及高效稳定的电催化剂是电解水高效制氢的关键。过渡金属磷化物(TMPs)作为一种非贵金属催化剂,因具有天然丰度高、成本低、导电性好以及催化性能稳定等优势,近年来被广泛应用于电解水析氢反应的研究领域。概述了电解水析氢反应机理,介绍了TMPs的制备方法、常见的改性方法及其在电解水析氢反应中的应用,总结了TMPs电催化剂目前所存在的问题和面临的挑战并对其进行了展望。     

从混合气体中高效提取纯氢

美国燃料电池能源公司开发出一项从混合气体中分离高纯氢的高效系统，这种以电化学方法分离氢的设备（EHS）将用于燃料电池发电。     

大规模氢液化方法与装置

随着我国航天工程、新能源技术的发展,氢能已经纳入我国能源战略,成为优化能源消费结构和保障国家能源供应安全的战略选择。液氢的制取是氢能利用的重要环节,也是氢能利用的经济性和可行性保障。简要介绍了氢液化的发展历史,重点介绍了大型氢液化(LHL)的方法、循环及装置。在比较不同时期氢液化方法和氢液化装置特点的基础上,提出了未来大型氢液化装置的发展方向,包括提高压缩机、膨胀机和换热器等主要系统组件的效率,采用混合制冷剂自复叠预冷的高效液化循环以及两相膨胀机代替节流阀的新技术等。     

碳纳米管增强CdS纳米复合材料及其光解水产氢性能的研究

主要介绍了湿化学法原位合成碳纳米管-硫化镉(MWCNTs-CdS)复合材料,并考察了其光解水产氢性能.结果表明,碳纳米管能显著增强CdS光解水产氢性能,碳纳米管的添加量存在一个最佳值.当碳纳米管的含量为1%(质量分数)时,MWCNTs/CdS的产氢速率最高,在使用300W氙灯光源、不加Pt共催化剂的条件下达到205μmol·g-1·h-1,产氢速率是单独CdS产氢速率的2倍多.该研究为开发高效光解水产氢催化剂提供了新的思路.     

从焦炉煤气中回收高纯氢的方法

本发明是关于从焦炉煤气中回收高纯氢的方法，其特点是用分子筛从焦炉煤气中分离回收高纯氢，但其前处理是用活性炭等作吸附剂，先除去焦炉煤气中的杂质。从分子筛分离回收后所得的氢气，要进行除去微量氧的后处理，并将这些工序按顺序配置，其目的在于提供一种经济、高效的从焦炉煤气中制取高纯氢的方法。     

核壳结构纳米镁基复合储氢材料研究进展

氢能的有效开发和应用主要需解决氢的安全、高效储运瓶颈问题。MgH_2具有高储氢容量、资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是最具发展前途的一类储氢材料。但是,MgH_2较高吸放氢温度和较慢吸放氢速率限制了其实际应用。核壳结构纳米镁基储氢材料有助于材料储氢性能的改善,目前已取得了大量成果。本文针对国内外纳米镁基核壳结构储氢体系研究现状,归纳了该类储氢材料的制备方法,重点阐述和总结了其吸放氢热力学动力学性能、微观结构、物相变化,并对该领域的研究成果和方向进行了总结和展望,指出调控核壳结构镁基材料的纳米尺寸、添加高效纳米催化剂及其综合协同作用是镁基储氢材料领域未来的研究趋势和重要研究方向。     

欢迎选用净化贮氢器

化工部光明化工研究所研制的使用金属贮氢材料从工业氢提纯和贮存超纯氢的净化贮氢器,是以铝合金为容器,具有重量轻,性能稳定,易活化,安全可靠,使用方便,节省能源,释放氢纯度高,释放量大,压力适宜等特点。技术指标原料氢气纯度:≥99.0％(工业氢); 净化后纯度:氢中O_2、Ar、N_2、CH_4等杂质总量<1ppm; 释放氢量:>150升/公斤合金; 释放压力:5kgf/cm~2(25℃); 总重量:14kg; 外形尺寸:φ140×400mm。用贮氢器从氮-氢混合气提纯和贮存氢     

氢循环泵用涡旋盘成形工艺的研究现状

在“碳达峰、碳中和”背景下,我国氢能及燃料电池汽车产业发展迅速。作为典型的多层、薄壁杯类复杂件,涡旋盘是氢燃料电池系统用涡旋式氢循环泵的核心零件,其性能的优劣对氢燃料电池汽车的氢循系统性能有着极其重要的影响。主要综述了国内外涡旋盘的成形工艺,包括数控铣削、液态压铸、液态模锻、固态热锻、粉末冶金成形等,并分析探讨了不同成形工艺的优缺点;在此基础上,结合笔者的研究经历着重介绍了一种具有“高效短流程”特点的一模四件涡旋盘零件半固态多向挤压成形新工艺,设计了相应的成形模具,并详细介绍了适用于该工艺的模具浇道系统。     

自组装磷化镍纳米片阵列电极的电催化析氢性能研究

可持续发展的清洁氢能源是未来能源发展的方向之一,因而发展高效廉价的析氢材料变得尤为重要。本文首次通过水热和退火的方式制备出自组装磷化镍纳米片阵列结构,并通过SEM和XRD等技术表征这种结构的形貌和组成成分。与众多关于Ni-P纳米材料集中在酸性体系下的析氢电化学研究不同,本文首次通过在碱性条件下稳态极化曲线(LSV)、Tafel极化曲线、电流-时间曲线(i-t)以及交流阻抗曲线探究了其作为电解水析氢纳米电催化电极材料的电化学性能。该材料的电极具有特殊的纳米形貌结构和性质,使其具有更低的析氢反应电位、更大的析氢反应活性和较好的稳定性,具有替代贵金属作为水解析氢材料的潜力。     

燃料电池金属双极板设计与成形技术综述

氢燃料电池具有清洁、高效等诸多优点,受到了世界各国的高度关注,极板是其重要部件之一.综述了质子交换膜氢燃料电池金属双极板设计、成形等方向的研究和应用进展.在金属双极板设计方向,从极板平面流场分布设计、3D流场设计、考虑电堆结构的极板流场设计以及微流道尺寸优化设计等方面进行综述;在金属极板成形方向,从刚模冲压成形、软模冲...     

德国研发出生物催化剂实现高效氢气保存方法

氢不容易存储和运输,这是其作为燃料使用的主要障碍。而德国生物学家发现一种酶,可以用作高效的催化剂将氢气和二氧化碳转换为甲酸,从而找到了一个安全高效的氢气保存方法。相关研究发表在近日的《科学》杂志上。     

针状焦在反应球磨制备镁基储氢材料中的作用

将针状焦用于氢气反应球磨法制备镁基储氢材料.采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、排水法放氢测试装置分别对材料的形貌、晶相、放氢温度、放氢量进行了分析.结果表明,针状焦是镁粉的高效助磨剂,添加5%(质量分数)的针状焦即可基本消除镁粉"冷焊"现象,经3h球磨后镁粉粒度达20～60nm,镁氢化生成MgH2,储氢材料的初始放氢温度为324.2℃,放氢量高达4.35%(质量分数).当针状焦的添加量过大时,针状焦过度的润滑作用不利于镁颗粒的粉碎和吸氢.