12 月 2022

氢气（Hydrogen，H2）是一种高效、无污染的清洁能源，具有环保与可再生特性，发展氢经济一直都是各国政府实现能源战略转型的重要途径之一，尤其是在当前践行“双碳”战略的时代背景下。然而氢气分子具有尺寸小、渗透率高、扩散速度快和无色无味等特性，在生产、运输、储存过程中容易发生泄漏且无法被人体五官所感知。在空气环境中H2浓度达到4%~75%时，具有易燃和易爆风险。开发安全、快速、可靠、低成本、高精度的氢气传感器对于及时检测泄漏并预警至关重要，氢气传感技术的开发对于保障用氢安全、推动氢能经济发展具有重要的现实意义。     钯（Palladium，Pd）基纳米结构因其优异的感氢性能被视为最有潜力的氢敏材料。然而，Pd易受一氧化碳毒性的影响而失去对氢气的响应能力。已报道的通过聚合物包裹Pd纳米结构可以解决CO中毒的问题，但同时也会导致H2传感性能降低。如何兼顾氢气传感性能和抗一氧化碳毒性仍是巨大挑战。     鉴于此，浙江工业大学化学工程学院胡军教授课题组提出一种在Pd−聚合物复合材料中插入金属有机框架（Metal–organic framework，MOF）作为界面层来增强气敏性能的新机制与研究思路。该成果以“Metal Nanocluster—Metal Organic Framework—Polymer Hybrid Nanomaterials for Improved Hydrogen Detection”为题发表在《Small 》上，胡军教授为该论文的通讯作者。   首先采用密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算揭示MOF和聚甲基丙烯酸甲酯（poly(methylmethacrylate)，PMMA）对Pd纳米团簇吸/脱附氢气的影响机制，重点阐明MOF与金属纳米团簇间的界面电子耦合作用对氢气吸附和解离能的演变规律。首次提出并设计了Pd/ZIF-67/PMMA复合纳米结构，并以此为H2感知材料，构建了兼具高灵敏度、快速响应和抗CO毒性的氢气传感器件。     其次通过实验证实Pd纳米团簇与ZIF-67组装阵列间存在显著电子转移，电子从Pd转移向ZIF-67，导致Pd纳米团簇中存在大量电子空穴，进而使得Pd纳米团簇容纳H原子的能力显著增强，Pd/ZIF-67/PMMA对氢气（1%浓度）的响应灵敏度达到22.56%，较之Pd/PMMA提高了2倍。与此同时提出的Pd/ZIF-67/PMMA复合纳米结构中，表面PMMA层的气体分子筛过滤作用仍赋予其抗CO毒性和对H2的选择性响应能力。   器件概念图及DFT理论预测 器件性能表征 声明：本网站基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。...

“预计2060年，中国电解水制氢装置可以到达400GW，可再生能源制氢会提升到1亿吨，占当年氢需求量的80%。”日前，在上海市政府参事室、弗里德里希·艾伯特基金会上海代表处共同主办的2022年中德专家研讨会上，上海市政府参事余卓平以“双碳”目标下氢能产业发展机遇为主题，介绍了碳达峰碳中和目标前提下，我国可再生能源特别是氢能产业发展的现状与前景。  他表示，未来40年内，国内清洁氢能源供应占比将显著提升，可再生能源供应足够支撑未来“绿氢”产业发展。   2020年9月，中国正式提出力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。大力发展清洁氢能产业，已经成为中国实现“双碳”目标的重要路径。     根据全球各能源机构预测，到2050年，氢能在全球整个能源结构中占比会超过12%。中国氢能联盟也预测，到2050年，中国氢能在整个能源结构中的占比也将达到10%。从各国公布的能源战略看，氢能产业已经成为推动未来经济发展的重要引擎。   目前，中、日、德等国企业推出的氢能技术和产品方案已经进入市场可用期。在新的产业背景下，清洁氢能的生产日益受到关注。由化工和工业副产品制造的氢能，在生产时将产生大量的二氧化碳排放，被称为“灰氢”。通过可再生能源制造的清洁氢能，被称为“绿氢”。余卓平认为，国内“绿氢”供应将在未来四十年内显著提升，从而助力我国实现“双碳”目标。   余卓平表示，在中国氢能源发展的版图中，上海具备产业先发优势。从2000年起，上海就开始致力于氢燃料电池技术的研发。目前，上海已经成为国内氢能产业链最丰富的地区，一批具有示范意义的企业已经开始崭露头角。   在公共交通领域，上汽集团近期推出一批燃料电池网约车已经示范运行，成为上海绿色交通的风景线。而金山区内的大型加氢站项目今年也落成并投入使用，具有行业示范意义。   今年，上海还发布了《氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》(下称《规划》)，提出对标全球前沿标准，力争到2035年打造出国际一流的氢能科技、产业、示范高地。   《规划》除了锁定“突破千亿产值、集聚百家领军企业”等目标外，还明确了“建设海外氢能进口输运码头，布局东亚地区氢能贸易和交易中心”等新方向。   “上海正在紧抓氢能产业发展的重大机遇，推动“氢”经济的增长和发展”，余卓平认为。   声明：本网站基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。...

12月16日，登封市政府与风润智能装备股份有限公司举行合作项目签约仪式，成功签约中氢聚力氢能设备登封生产制造项目。风润智能装备股份有限公司副总经理王劲森，中氢聚力（河南）能源科技有限公司董事长李东兵，中国汽研凯瑞动力副总经理郭文军，海联金汇汽车零部件事业部副总裁蔡昌友，登封市领导陈耀宗、吉喆共鉴签约。     据了解，本次签约项目是风润智能装备股份有限公司携手中氢聚力（河南）能源科技有限公司和我市国有企业新登集团在中部地区布局的第一个氢能源产业项目，总投资2亿元，拟选址于登封市先进制造业开发区，项目共分两期建设，一期投资6000万元，生产制造第4代70MPa碳纤维缠绕储氢瓶，二期投资建设制氢生产线。项目投产后，年产值约1.8亿元，年税收超1000万元。   合作协议的签署，标志着双方合作迈入崭新阶段、开启全新篇章，意义重大、影响深远，不仅有利于风润智能和中氢聚力优化产业布局、拓展发展空间，也将带动登封新能源产业快速发展，实现新能源产业企业和项目在登封集群，助推登封产业转型升级和经济高质量发展。     登封市政府负责人表示，风润智能、中氢聚力和新登集团的强强联合，必将凝聚强大合力，进一步为登封新能源产业注入“新动能”。下一步，登封将围绕该项目制定攻坚图、任务书，继续深入开展“万人助万企”活动，提供最优的服务，创造最好的环境，支持风润和中氢在登封发展，争取项目早日建成投运。 声明：本网站基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。...

据悉，12月8日上海电气制氢装备下线暨上海氢器时代科技有限公司揭牌仪式在沪举行。该公司是上海电气布局氢能赛道的重要平台，将基于在碱性与PEM电解水制氢领域的技术积累，向市场提供制氢产品及能源系统解决方案。   上海电气表示，当前公司已下线的碱性电解槽产氢量达1500标方每小时，是目前国内最大的单体电解槽的产氢量。上海电气于2023年规划了500MW的碱性电解槽产能，相当于能生产2000标方的碱性电解槽50台；在2025年规划了百兆瓦级产能的PEM产线，相当于能生产100台200标方的PEM电解槽。   除了重点攻克低成本高性能电解槽装备以外，上海电气旗下多个产业板块已积极布局了氢能“制、储、加、用”全产业链核心装备。未来，上海电气将利用氢能全产业链的资源，以“抱团”的形式全面开拓市场。 面向交通领域，上海电气重点布局“氢能制储加一体化站”；面向能化领域，重点布局“绿氢+碳捕集+绿色化工”；面向氢储能领域，重点布局“绿氢+储氢+掺氢燃机/掺氢锅炉”；面向工业园区，重点布局“风光储氢一体化+冷热电氢综合能源供给”。 声明：本网站基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。...

深耕燃料电池汽车（FCV）30年的丰田公司未来能否靠氢能源车改写新能源汽车的版图引人关注。近年来，丰田不断加大与中国企业的合作力度，希望借力中国市场的发展，推动燃料电池汽车的普及。   电动汽车市场风起云涌。日本业内专家指出，电动汽车虽然在减排等方面相对于汽油车存在巨大优势，但原材料短缺难以支撑大量动力电池的供应需求；与此同时，未来大量锂电池的废弃和处理对环境来说依然是一个悬案。从长远来看，以氢为能源来源的燃料电池汽车或将成为未来汽车行业竞争的关键。     丰田公司长期以来非常重视氢燃料电池汽车的研发，始终认为行驶中不排放二氧化碳、不存在电池废弃处理问题的FCV应该是新能源汽车的终极目标。1992年丰田即着手研发燃料电池。2002年12月丰田燃料电池汽车在日本和美国限量销售，迈出了实用化的第一步。   2014年12月，丰田发布第一代氢燃料电池车型“未来”，被业界称为世界上第一台真正实现商业化的FCV车型。第一代“未来”保持着相对稳定的销量。由于丰田将“氢燃料电池系统”设计成可以普遍应对商用车、船舶、产业用发电等领域的通用系统，已有很多行业为了尽快实现碳达标考虑采用这一系统。不仅是轿车、卡车等商用车制造商，还有船舶及铁路等交通设备厂商，甚至工厂和商店也在考虑引进这一系统用于能源供给。   长期的积累使丰田在燃料电池技术方面独具优势，但影响氢能源汽车成败的因素太多，远比当年丰田靠技术实力雄霸混合动力车市场的情况复杂。尽管目前日本在燃料电池技术研发、多途径探索氢能生产及储运、打造氢能供应链、积极拓宽氢能利用场景等方面处于世界领先地位，但整体来看日本仍面临新能源领域投资不足、氢能源汽车成本过高、加氢站等基础设施建设进展缓慢、网点分布缺乏便利性、氢能源价格依旧偏高等难关，这些都限制了FCV在日本的普及。   为了汲取在混合动力技术上曲高和寡以及最终其他厂商弯道超车转向纯电动市场的教训，丰田在FCV方面决定实施开放战略。2015年1月丰田就已宣布将与世界共享FCV技术，有关FCV的5600多项专利将免费开放。丰田希望借此带动更多汽车厂商共同参与，一起做大FCV市场。   在中国，燃料电池汽车的产业政策体系不断完善，已初步形成了涵盖宏观综合、财税优惠、科技创新、行业专项等方面的政策支持体系，五大氢能产业示范城市群也已获批建设。为了尽快培育燃料电池车市场，丰田不断加大与中国企业的合作力度，试图通过在中国市场的批量生产降低成本，带动FCV事业的发展。   2020年8月，丰田与亿华通、一汽股份、东风公司、广汽集团、北汽集团共同成立联合燃料电池系统研发（北京）有限公司（FCRD）。去年6月丰田又与亿华通合资成立华丰燃料电池有限公司（FCTS）。前者侧重于技术研发，后者则侧重产品的生产与市场推广。   三菱日联银行的报告认为，今后丰田燃料电池系统的性能将继续大幅提高，预计到2025年丰田FCV的成本有望在第二代“未来”的基础上降低一半，与电动乘用车成本相当。在氢能源供给基础设施完善的地区，FCV的销量会大幅增加。此外，商用车、铁路、叉车等的动力源很有可能开始大规模转向燃料电池。...

随着越来越多的汽车制造商开始应对全球气候变化，宝马表示致力并计划到2050年实现碳中和。然而，与大部分汽车制造商不同，这家德国品牌认为氢燃料电池汽车将在实现这一目标方面发挥重要作用，当然还有电池电动汽车。引领潮流的是刚刚开始小批量生产的氢动力宝马iX5 SUV。几年前，它首次由2019年法兰克福车展上出现的i Hydrogen Next概念车预览。从明年春天（2023年）的某个时候开始，宝马现在正在建造的小批量iX5将在全球特定地区上街进行测试。     iX5基于该公司位于南卡罗来纳州斯帕坦斯堡的工厂生产的常规宝马X5，在德国慕尼黑的宝马研究和创新中心组装。从X5到iX5的转变包括更换一个全新的底盘，以可以放置下燃料电池系统的两个氢气罐，这两个氢气罐位于中型SUV的中央通道和后排座椅下方。     宝马表示，iX5的整个燃料电池-电动系统的总功率为374马力。该公司还表示，其整备质量与插电式混合动力X5相当，重约2.6吨。宝马声称iX5可以在七秒内从零加速到100公里/小时，最高时速为190公里/小时。欧版WLTP行驶里程约为500公里 。   宝马认为，燃料电池动力总成将为电动汽车无法满足需求的客户提供无碳替代方案，例如那些需要快速加油且无法快速充电的客户。该公司还认为，氢能将有助于抵消电气化面临的挑战，尤其是中型和重型卡车。据说该技术要解决的其他问题包括电网容量和可再生资源受到限制的地区。   此外，宝马表示，目前全球有40多个国家制定了氢能战略，并引用了自2020年以来加氢站的不断建设。目前，宝马iX5仅作为试点项目生产，但它可以为未来的宝马燃料电池汽车奠定基础。在类似的新闻中，本田最近宣布计划制造氢动力CR-V。只有时间才能证明燃料电池技术是否像宝马希望的那样可行。...

11月30日，谢和平院士与他指导的深圳大学/四川大学博士生团队在《Nature》上发表了题为“A membrane-based seawater electrolyser for hydrogen generation”的研究成果。   该研究首次从物理力学与电化学相结合的全新思路，建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术，另辟蹊径，彻底隔绝海水离子同时实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢技术突破（即把海水当纯净水用，在海水里直接原位电解制氢），破解了海水直接电解制氢半世纪难题，可望形成中国原创的“海洋绿氢”全球新兴战略产业！   正如《Nature》评审专家所评述：“很少有论文能够令人信服地从海水中实现规模化稳定制氢，但该论文的工作恰恰做到了这一点。他们完美的解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题，将打开低成本燃料生产的大门，有望推动变革走向更可持续的世界！”   绿色零碳氢能是未来能源发展的重要方向，随着氢能爆发式增长，预计到2060年，我国氢气年需求量将达1.3亿吨，届时每年需要消耗约11.7亿吨电解用纯水。然而，淡水资源紧缺将严重制约“绿氢”技术的发展。海洋是地球上最大的氢矿，向大海要水是未来氢能发展的重要方向！   但复杂的海水成分（约92种化学元素）导致海水制氢面临诸多难题与挑战。先淡化后制氢是当前最成熟的海水制氢技术路径，目前已在全球多国开展规模化示范工程项目。但该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，进一步推高了制氢成本与工程建设难度。   上世纪70年代初有科学家提出了海水可否直接电解制氢呢？这半个世纪以来，美国斯坦福大学、法国国家科学研究中心、澳大利亚阿德莱德大学、中国科学院等国内外知名研究团队通过催化剂工程、膜材料科学等手段进行了大量探索研究，旨在破解海水直接电解制氢面临的析氯副反应、钙镁沉淀、催化剂失活等难题。然而，迄今为止，未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢的影响，可规模化的高效稳定海水直接电解制氢原理与技术仍是世界空白！     谢和平院士提出了从物理力学与电化学相结合的全新思路破解海水直接电解制氢面临的难题与挑战，从而创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。   通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合，建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型，揭示了微米级气隙通路下界面压力差对海水自发相变传质的影响机制，形成了电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定电解制氢方法，破解了有害腐蚀性这一困扰海水电解制氢领域的半世纪难题（已申请专利：CN2021110197054；CN114481164A；CN2022110704439；CN2022110748884；PCT/CN2022/128225）。       与此同时，研制了全球首套400L/h海水原位直接电解制氢技术与装备，在深圳湾海水中连续运行超3200小时，令人信服的从海水中实现了稳定和规模化制氢过程！此外，进一步开发了酸性和碱性固态凝胶电解质，以表明相变迁移策略适配不同电解质材料并有望伴随PEM和AEM电解技术迭代发展。同时，该原理技术可探索推广到多元化水资源（如河水、废水、盐湖等）直接原位制氢，为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。   “海水无淡化原位直接电解制氢”融汇多学科理论，是我国自主研发的原创性原理与技术突破，开辟了全球海水制氢的全新路径；该技术可集“海上风电等可再生能源利用-海水资源利用-氢能生产”为一体，可望形成无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的原位海水直接电解制氢全新模式，真正意义上将取之不尽的“海水资源”转化为“海水能源”！该技术未来可构建与海上可再生能源相结合的一体化原位海水制氢工厂，有望成为深远海可再生电力大规模开发的破局关键，加速推进形成多能互补的中国原创“海洋绿氢”全球新兴战略产业！   声明：本网站基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。 ...

近日，云南省首座加氢站中石化云南石油丽江环城东路北油氢电服综合加能站加氢成功，正式具备车辆加氢能力，标志着云南省能源绿色低碳转型迈出重要一步。   记者了解到，这是中石化在云南建设的第一座集加油、加氢、充电、汽服、便利店为一体的综合能源服务站，日供氢能力达500千克，每天可为30辆以上氢燃料电池公交车提供加氢服务。     该站投入使用后将为丽江市氢燃料电池车辆运营服务提供有力保障，进一步推动丽江“新能源+电解水制氢”、氢能应用试点城市建设，助力打造“绿氢丽江”城市名片，对云南省加氢车辆推广示范、氢能产业发展具有重要意义。   据了解，氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的可再生能源，正逐步成为绿色低碳转型的重要载体之一。氢燃料电池车相当于自带氢燃料发电机的电动车，是目前氢能应用的主要场景，今后将在城市客车、市政环卫、工程建设、物流配送等多个场景得到应用。   近年来，中石化加快向“油气氢电服”综合能源服务商转型升级，目前已在全国建成83座加氢站，涵盖50个城市。此前，2021年8月，丽江市政府与三峡集团云南能投、中石化云南石油、云南省交投集团签署电解水制氢与氢能应用战略合作框架协议，将携手推进加氢站项目建设。根据规划，中石化云南石油“十四五”期间将在云南省建成3座加氢站。   声明：本公众号基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，我们将予以核实并立即删除。...