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尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，各位朋友，大家上午好。非常榮幸能夠被邀請(qǐng)來參加2019年氫能發(fā)展與技術(shù)大會(huì)。我下面給大家粗略的介紹一下關(guān)于氫能發(fā)展，把主要的方面放在電解水方面，氫能可能是我們?nèi)祟惤K極的能源，這個(gè)觀點(diǎn)也被普遍的認(rèn)可。我今天的報(bào)告是“氫能發(fā)展及電解水制氫”，主要是集中在目前的現(xiàn)狀，我們的挑戰(zhàn)以及前景。我們首先講氫能的發(fā)展的必要性。我們知道尤其我們現(xiàn)在的運(yùn)輸、汽車、船舶，我們燒的就是汽油和柴油，燒汽油和柴油，那就排放出了二氧化碳、一氧化碳、氧化氮、氧化硫等等污染物到我們的大氣中，造成了污染，對(duì)我們?nèi)祟惖目沙掷m(xù)發(fā)展造成了威脅。我們看看針對(duì)這種情況，目前世界各個(gè)國家都在發(fā)展新能源，我們知道人類未來的能源就是太陽能、風(fēng)能、水電能、生物能、地?zé)崮艿鹊取偛湃蚊貢L說，我們目前的石油，就是我們說的化石能源，我專門有一個(gè)報(bào)告關(guān)于化石能源的現(xiàn)狀，就是說這個(gè)化石能源按照目前的燃燒速度的話，包括天然氣、石油、碳以及核電，最多能夠燒200-300年。所以發(fā)展新能源，利用太陽能、風(fēng)能、電解能、生物能等等產(chǎn)生電能，將是我們未來的終極能源，以氫氣或者是液態(tài)的氫氣、氣態(tài)的氫氣為主要能源的載體是氫能經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的必然。
我們知道這個(gè)里邊氫氣作為一個(gè)載體，就要牽扯到電化學(xué)能源的存儲(chǔ)和儲(chǔ)存的技術(shù)，它在氫能利用中發(fā)揮中心的作用，核心的作用。從太陽能、風(fēng)能以及水電能，發(fā)電以后產(chǎn)生的電能，通過電化學(xué)的方法制氫，產(chǎn)生氫氣把它儲(chǔ)存起來，因?yàn)樘柲?、風(fēng)能，這些能都是我們的氣候影響的。比如說太陽能，今天沒有太陽，產(chǎn)生的電能就少，它這個(gè)能源是一種隨著氣候的波動(dòng)而變化的能源，所以說這種能源在以前就把它叫做垃圾能源，但是現(xiàn)在由于我們有儲(chǔ)能技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展要充分的利用起來。最重要的一個(gè)方法就是把它儲(chǔ)起來，儲(chǔ)起來我們可以通過電化學(xué)的方法，把它產(chǎn)生的電能變成氫氣，然后用氫氣通過燃料電池產(chǎn)生電，再驅(qū)動(dòng)我們的汽車運(yùn)輸，這種電我們叫是一種可攜帶的電，而不是可攜帶的電。比如墻上插頭用的電，這叫做有有線電，我們用的叫做沒有線的電能，這是非常重要的。
當(dāng)然我們也可以通過電池和超級(jí)電容器把它儲(chǔ)存起來，轉(zhuǎn)變成我們的家用。比如說我們手機(jī)里邊的鋰電池等等這些，也可以。但是作為一個(gè)能源的最大的未來的儲(chǔ)存，還是要制氫。
我們看看為什么氫能利用是未來發(fā)展的必然趨勢？
首先目前世界各個(gè)國家都在力圖發(fā)展氫能來解決能源的安全問題，掌握國際能源領(lǐng)域的制高點(diǎn)，我們可以看到，目前世界各個(gè)發(fā)達(dá)國家，包括發(fā)展中國家都在做這個(gè)事情。國際能源儲(chǔ)、國際氫能源委員會(huì)發(fā)布的氫能源未來發(fā)展的調(diào)研報(bào)告也預(yù)示到2050年的時(shí)候，氫能需求將是目前的10倍，預(yù)計(jì)到2030年，全球氫氣的燃料電池，氫能源電池的常用車將達(dá)到1000萬至1500萬輛，這樣一個(gè)大的市場規(guī)模。
我們談到氫能，我們首先要考慮到氫能存在的挑戰(zhàn)，我這里列出幾個(gè)挑戰(zhàn)。第一個(gè)，目前氫的制備、存儲(chǔ)以及利用的技術(shù)還很不完善，尤其是在我們的交通運(yùn)輸方面，尤其是燃料電池汽車方面，像這種制備、儲(chǔ)存利用方面還不完善。
第二個(gè)，氫氣的價(jià)格也是很高。一個(gè)是制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存，加起來的話，目前達(dá)到60人民幣每公斤，大約達(dá)到這個(gè)水平，這個(gè)價(jià)格還是很高，不能和還有或者柴油相媲美。
另外一個(gè)是根據(jù)它的性質(zhì)，氫氣在任何室溫下，任何的壓力下都不能變成液體。什么意思？它的運(yùn)輸就非常的困難。你運(yùn)輸?shù)脑?，目前我們運(yùn)輸主要是靠液態(tài)氫運(yùn)輸，液態(tài)氫是把它的溫度降到253度以下，變成液體來進(jìn)行運(yùn)輸。當(dāng)然我們目前國內(nèi)的運(yùn)輸主要是靠把它壓到一個(gè)高的壓，比如說350大氣壓，這樣的情況來運(yùn)輸。一個(gè)大的罐車也就運(yùn)個(gè)200公斤氫氣，它就是在任何的壓力下，任何的室溫下，它都不能變成液體，這是它的本身的性質(zhì)決定的，帶來存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)睦щy。
氫氣容易泄漏，氫氣是所有化學(xué)分子里邊最小的分子，所有的金屬氣罐，只要壓力達(dá)到一定程度，它都要泄漏，產(chǎn)生輕微的泄漏。所以說現(xiàn)在的燃料汽車?yán)镞叄囉玫臍夤?，可以達(dá)到比如說350個(gè)大氣壓，或者700個(gè)大氣壓，這個(gè)就是靠三層的氣罐，最里邊一層是一種高聚物，中間是金屬合金，最后包括碳纖維，這三種可以完全阻止這個(gè)氣體的泄漏，但是這個(gè)很貴。另外一個(gè)它是低點(diǎn)點(diǎn)火，并不是說在空氣中氫氣越多越容易點(diǎn)火，在氫氣很少的情況也容易點(diǎn)火。所以這就是說它點(diǎn)火的范圍比較寬。還有一個(gè)就是我剛才講的，它會(huì)淬化我們氫氣的氣罐，這是氫氣本身存在的一些挑戰(zhàn)。
我們談完它的挑戰(zhàn)，或者是它的缺點(diǎn)，我們就要談?wù)?strong>氫氣的優(yōu)勢，有哪些優(yōu)勢呢？氫能首先是一種無污染的清潔能源，燒了以后，通過燃料電池?zé)蛘呤侵苯訜艘院?，它產(chǎn)生出來的就是水，一個(gè)氫分子加上一個(gè)氧分子變成水，它就是這個(gè)水，所以非常的清潔。
第二個(gè)，它的來源比較廣泛。比如說電解水，它就是來源于水，或者是從我們的低碳化合物進(jìn)行裂解，產(chǎn)生氫氣，它的來源比較廣闊。
第三個(gè)，它的燃燒值和能量密度是所有的燃料里邊最高的，它是最高的。
第五個(gè)也是可以儲(chǔ)存的，通過液態(tài)或者固態(tài)技術(shù)有機(jī)物的儲(chǔ)存等等都可以儲(chǔ)存。
相對(duì)來說它的安全性實(shí)際上在汽車?yán)镞厬?yīng)用的話，比汽油要安全，這是在國外已經(jīng)被通過很多的事件證明的。這也是氫能源的一種優(yōu)勢，剛才我們講氫氣是能量密度最高的，我們比較一下，這里邊有一個(gè)干柴火、鎳氫電池、鋰電池、標(biāo)準(zhǔn)煤、汽油、天然氣、氫氣，我們看看氫氣的能量密度是最高的，它達(dá)到140.4兆焦耳每公斤，它比起我們的汽油大約是三四倍，能量密度是這么高。所以它是一個(gè)非常好的能源的攜帶者。
這樣的高能量的密度的氫氣是實(shí)現(xiàn)新能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。另外，氫能源確確實(shí)實(shí)是要顛覆我們傳統(tǒng)能源長期建立起來的產(chǎn)業(yè)鏈，基礎(chǔ)設(shè)施的必備條件。一個(gè)是清潔很多優(yōu)勢，相對(duì)燃料電池來說，相對(duì)于其他的電池技術(shù)，高能量密度的氫能燃料電池有望實(shí)現(xiàn)后來者居上，這樣的一個(gè)狀況。所以我們剛才說的氫能源的能量密度是汽油及天然氣的三倍以上，具有快速發(fā)展的基礎(chǔ)。所以說現(xiàn)在我們看到的市場上的鋰電池汽車，為什么占比目前還不是這么多，發(fā)展也不是這么快，就是因?yàn)樗囊粋€(gè)很大的問題，一個(gè)就是它的能量密度還不高，所以續(xù)航里程還是個(gè)問題，尤其是在我們重卡里邊應(yīng)用，它的續(xù)航里程更成問題了。所以燃料電池在這方面就很有優(yōu)勢。
我們看看氫能的主要領(lǐng)域在什么地方。我這里列了主要的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，第一個(gè)就是化工原料，這個(gè)在座的各位同仁可能都比較清楚，目前氫氣60%都用于合成氨，38%用于煉油或者煤碳深加工，大約是這樣一個(gè)狀態(tài)，可能這個(gè)數(shù)據(jù)也不一定全對(duì)，大體就是這樣一個(gè)情況。第二個(gè)大的應(yīng)用就是氫燃料電池汽車，這個(gè)預(yù)計(jì)到2030年全球燃料汽車將達(dá)到1000萬至1500萬輛，上千座的加氫站。主要是集中在美國、日本、德國、韓國以及中國，這是第二個(gè)大的應(yīng)用，氫燃料電池。第三個(gè)就是小型的燃料電池分布式的發(fā)電系統(tǒng)，就是我們說的微電網(wǎng)系統(tǒng)，這個(gè)也是非常重要的一個(gè)發(fā)展方向在目前來說。就是說整個(gè)的一個(gè)小區(qū)里邊，自己有自己的微電網(wǎng)，比較靈活的進(jìn)行調(diào)節(jié)。
主要就是三個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域，一個(gè)是化工原料，第二個(gè)是大規(guī)模的氫能燃料電池汽車，第三個(gè)是小型的分布式的發(fā)電系統(tǒng)。我們看怎么樣把氫能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能或者電能？第一個(gè)，我們可以把氫能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，就是氫能的內(nèi)燃機(jī)，就是相當(dāng)于我們汽車一樣，可以燒汽油，可以燒天然氣，當(dāng)然也可以燒氫氣。但是燒氫氣的在國外的幾個(gè)大的汽車公司也在做，直接燒氫氣還是避免不了污染的問題，因?yàn)橹灰粺?，溫?000度以上的話，空氣中的氮?dú)饩鸵兂裳趸?，一樣排放，還不能達(dá)到零排放的問題。所以從效率方面，試了以后還是不行，還是要通過燃料電池。所以氫電機(jī)就是把氫能變成動(dòng)能的一種方式。
第二個(gè)大的方式就是氫燃料電池產(chǎn)生電，這是一個(gè)主要是通過電化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)燃料電池能量效率還高，直接燃燒的話，我們受到熱力學(xué)第二定律限制卡諾循環(huán)的限制，也就是說只能達(dá)到百分之30幾，但是在燃料電池里邊，通過電化學(xué)的反應(yīng)，可以達(dá)到60%-80%，并且整個(gè)的過程也是一個(gè)零污染、零排放的過程。所以氫能轉(zhuǎn)變的兩種方式，一個(gè)是我們可以直接燃燒，另外通過燃料電池產(chǎn)生電。
我們看看氫的制備，制備的話，主要是氫氣或者是液氫，這個(gè)能源包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、用氫三個(gè)主要的環(huán)節(jié)。制氫的方面，在2017年全球的氫氣產(chǎn)量超過大約是6000萬噸，其中96%的來自于化石燃料，大部分采用天然氣和煤油的制氫技術(shù)。電解水統(tǒng)計(jì)可能就占4%左右，當(dāng)然這個(gè)數(shù)據(jù)不一樣，變化很大，各個(gè)地方統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)也不一樣，但是大約是占到4%左右，但是成本很高，是化石燃料的2倍多一些。
所以目前我們利用可持續(xù)的電解水能源制氫，比如說通過太陽能、風(fēng)能、水利能等等，或者是氣電來制氫的話，目前已經(jīng)成為一個(gè)新的熱點(diǎn)，尤其是在科學(xué)研究領(lǐng)域，或者是在我們前期的產(chǎn)棉化的階段，我們用可持續(xù)能源的電解水制氫，也正在興起，并且也是我們未來的必由之路。
我們看看有哪些，這個(gè)我列出來有大約8種，可以歸結(jié)為8種制氫方法。第一個(gè)就是我們說的電化學(xué)的制氫的方法，就是電解水制氫。第二個(gè)就是煤氣的轉(zhuǎn)化法，也就是煉解法、蒸汽的轉(zhuǎn)化法，焦?fàn)t煤氣的冷凍制氫，出來的氫氣到不了50%的氫氣，怎么把它純化呢？冷凍。把其他的都給它凍成液體，因?yàn)闅錃庠诔叵?，在任何的壓力下都不能變成液態(tài)，通過這種方法。還有石油的裂解、合成氣和天然氣的制氫，含氫無機(jī)物質(zhì)的分解制氫。最后一種高溫水解制氫，這個(gè)方法現(xiàn)在也研究的比較熱，這是一個(gè)什么方法？就是利用太陽能，有一個(gè)大的聚焦鏡，聚焦鏡的中間有一個(gè)熱點(diǎn)，把太陽能一聚，聚集到中間的熱點(diǎn)，中間的這個(gè)熱點(diǎn)的溫度可以達(dá)到2000度，在這個(gè)熱點(diǎn)上面放上鐵氧化物或者其他的化學(xué)東西，把水給上面一放，馬上變成氫氣和氧氣分解，這就是充分的利用太陽能，這個(gè)方法叫做STCH，這是我們未來的一種很好的方法，但是目前它的投資力度還是比較大。
另外一種方法就是簡單的把我們的水加入到2500度以上，水自動(dòng)的分解，分解成氫氣和氧氣，這是一種高溫水解法制氫。
總體有這么幾種方法，但是我們看到，第一個(gè)方法和最后一種方法，那是我們可持續(xù)的發(fā)展，中間的方法都是靠我們目前的化石能源，我們知道化石能源是一種不可持續(xù)的能源。要想真正的發(fā)展，我們從人類的未來考慮，我們要采取第一種方法和最后一種方法來制氫。制氫總體可以歸結(jié)為兩個(gè)大的方法，第一個(gè)就是碳?xì)浠衔锝?jīng)過高溫裂解制氫。第二種就是電化學(xué)分解水。今天花一些時(shí)間給大家簡單的講講關(guān)于電化學(xué)電解水制氫。
這個(gè)地方是美國DOE，就是美國能源部的一個(gè)發(fā)展戰(zhàn)略，制氫的發(fā)展戰(zhàn)略，我們?cè)诙唐趦?nèi)，主要是靠天然氣來制氫，有很少一部分是生物體氣化，以及天然氣電解，很少一部分，這是目前的狀況。中期可能這里邊太陽能就要加進(jìn)去了，主要的可能就是煤碳的氣化來制氫，當(dāng)然電解水是一個(gè)長期發(fā)展的方向。長期的話，我們看到很多太陽能的標(biāo)志，我們主要的發(fā)展還是靠太陽能以及我們的可持續(xù)能源的風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊?，這種能來發(fā)電，來制氫，這是短期、中期以及長期的制氫方法。我們講電解水制氫，我們知道電解水制氫是電化學(xué)的電解水制氫，實(shí)際上包括五個(gè)大的方法。第一個(gè)就是堿性電解水制氫。第二個(gè)是酸性電解制氫。第三個(gè)氯堿電解制氫，我們?cè)谧暮芏嗤士赡芤沧鲞^這個(gè)氯堿工業(yè)，氯堿工業(yè)里邊有很大一部分出來的是氫氣，并且這個(gè)氫氣的純度也是相當(dāng)?shù)母摺Ａ硗饩褪歉邷仉娊庵茪?。光柱的電解制氫。五大類電解制氫的方法?/span>
我們看看電解水制氫，它的電化學(xué)原理實(shí)際上在正極上的反應(yīng)，就是水被氧化，生成氧氣，加上質(zhì)子，在我們氯堿里邊它就是被氧化生成氯氣，氯化鈉被氧化生成氯氣。在負(fù)極上反應(yīng)就是水被還原生成氫氣?？傮w的電池反應(yīng)就是水的分解變成氧氣或者氫氣，在氯堿工業(yè)里可能還附加一個(gè)氯氣加上氫氣，加上氫氧化鈉。又能產(chǎn)生氫氣，又能產(chǎn)生氯氣，又能產(chǎn)生氫氧化鈉，這是一個(gè)比較好的過程，這個(gè)過程現(xiàn)在是非常成熟的一種，尤其是離子焦耳膜的隔膜的發(fā)展，使這個(gè)技術(shù)從各個(gè)方面都比較成熟。但是它需要的電壓比較高，3.3伏以上的電壓。
我們看酸性和堿性以及光柱電解水的槽電壓，從理論上講槽電壓也是比較高的，以及它們的耗電情況，這是它的電化學(xué)原理。我們看看講到這個(gè)地方，想給大家分享一下，關(guān)于我們?cè)u(píng)判一個(gè)電解水設(shè)備，怎么來評(píng)判它的效率？有三個(gè)效率，第一個(gè)就是法拉第效率，這個(gè)法拉第效率指的是什么？比如說我通過100個(gè)電子進(jìn)入這個(gè)電解水系統(tǒng)，我產(chǎn)生出來的氫氣或者氧氣，比如說根據(jù)法拉第定理轉(zhuǎn)變成90個(gè)電子了，這個(gè)效率就是90%，90除上100是90%，這是法拉第效率。
第二個(gè)是電壓效率，電壓效率的意思就是說，電解槽的電壓，理論上的電壓比如說是1.23，但是由于超電視，加上額外的電壓才能使得這個(gè)水分解。就是說理論上的電壓比上我加的這個(gè)電壓，這個(gè)就是叫做電壓效率。但是最重要的一個(gè)叫做能量效率，這個(gè)能量效率就是法拉第效率乘上電壓效率，就是它的能量效率，這個(gè)能量效率才是真正的衡量一個(gè)電解水的效率，我們考慮的主要是能量。這三個(gè)效率。
我們看看根據(jù)五種電解水制氫的能量效率，我給它總結(jié)一下。這里包括電解池的槽壓、操作溫度以及能量效率，我們從這里邊可以看到，離子焦耳膜酸性的電解水制氫，就是氫能燃料電池的逆過程，它的能量效率是最高的，可以達(dá)到80%-90%，但是我們目前最能夠產(chǎn)業(yè)化的制氫就是堿性的電解水制氫，但是它的效率是30%-40%，當(dāng)然還有其他的，也都差不多。比如說氯堿膜電解水制氫，這個(gè)效率也是相當(dāng)高的。最后一個(gè)也是我們?nèi)祟愑肋h(yuǎn)的追求，光柱的電解水制氫，太陽能來幫助電解水制氫，它的效率目前很低，就是電池本身可能達(dá)到10%-20%，但是總體的再加上其他的話，那就是可能百分之幾，這樣一個(gè)效率，很低，但是這是我們的發(fā)展方向。
我們剛才說最高的一個(gè)就是用燃料電池的逆過程來電解水，這樣一個(gè)離子焦耳膜的燃料電池的制氫技術(shù)，這個(gè)技術(shù)有它的優(yōu)勢。第一個(gè)，它不需要腐蝕性的電解質(zhì)，因?yàn)樗侨虘B(tài)，這是一個(gè)。另外一個(gè)，這個(gè)電堆既可以用于燃料電池的發(fā)電，也可以用于電解水產(chǎn)生氫氣，這是第二個(gè)優(yōu)勢。第三個(gè)，電極之間，由于它是全固態(tài)，沒有氣泡的產(chǎn)生，那就是電壓比較小，耗電就少，這就是它為什么能量效率高。所以，它產(chǎn)生的氫氣非常的純，可以達(dá)到6個(gè)9的純度，但是它也存在著挑戰(zhàn)，因?yàn)樗@個(gè)操作過程是一個(gè)酸性的過程，所以器件的腐蝕也是一個(gè)問題。這個(gè)膜與電極之間的接珠也變得損害，因?yàn)樗莻€(gè)高電壓的操作，所以這個(gè)膜與電極之間有損害。
目前來看，因?yàn)槿剂想姵爻杀疽埠芨?，拿到制氫的話可能更高了。所以，電解?duì)燃料電池實(shí)際上是一個(gè)損害過程，因?yàn)樗谡龢O上加了壓，比還原的壓力要高，所以產(chǎn)生了催化劑的氧化，以及這個(gè)里邊碳?xì)獾难趸鹊冗@些問題。所以這是燃料電池制氫的方法。
講到這兒以后，想給大家分享一下關(guān)于電解水制氫的優(yōu)勢。第一個(gè)，首先我們說原料水及太陽能、風(fēng)能是取之不竭、用之不盡的，這是原料上，取之不竭，用之不盡，第二個(gè)，目前我們可以利用低谷的剩余的余電或者是氣電來制氫，達(dá)到了一個(gè)能源存儲(chǔ)的效果。我剛才說產(chǎn)生的氫氣效率很高，純度很高，可以達(dá)到5個(gè)9，6個(gè)9。另外一個(gè)就是整體的反應(yīng)的速度，可以通過我們調(diào)節(jié)它的槽電壓來進(jìn)行，想慢就慢，想快就快，這也是一個(gè)優(yōu)勢。講完優(yōu)勢以后，我們看它存在的挑戰(zhàn)，電解水所存在的挑戰(zhàn)。
第一個(gè)，催化劑的活性和穩(wěn)定性相對(duì)還是比較低。第二個(gè)，我們剛才看到大部分方法能量效率都在50%左右，能量效率還是低。產(chǎn)生的氫氣的成本高。另外一個(gè)，由于電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)水的純度要求也比較高，然后電能的消耗比較高，因?yàn)楫a(chǎn)生氫氣的室溫目前看來是一個(gè)大氣壓的，所以我們要是儲(chǔ)存的話，必須把它壓起來，壓到高壓的情況下，這個(gè)就要另外的能源的。但是在目前的技術(shù)的狀況下，提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，降低槽電壓，提高能量效率是我們目前重要的一個(gè)途徑。
我們要發(fā)展新型的催化劑，我們看一看目前電解水用了哪些使用的催化劑。第一個(gè)就是金屬鎳及其合金，這樣的一個(gè)催化劑。這個(gè)是傳統(tǒng)的材料，就是在負(fù)極上出氫的材料，所以它的耐腐蝕性也是比較高的，這個(gè)是金屬鎳及其合金的催化劑。
第二種催化劑就是貴金屬以及貴金屬氧化物，比如說鉑，以及鐐、氧化鐐、氧化銥等等這些貴金屬的催化劑，也是目前可施用的催化劑。
第三種催化劑，我們說是鈣鈦礦型的氧化物，這種氧化物基本上只用在高溫水電解上面，這是這方面。所以在高溫的情況下，萊力氧（音）這樣的催化劑可能目前是最好的，所以這是第三類催化劑。
第四類催化劑就是（00：30：53）實(shí)行的氧化物，這個(gè)是用在堿性電解質(zhì)中是非常好的，當(dāng)然了，高溫下也非常穩(wěn)定。
我們主要是在四個(gè)方面做了一些工作，比如說燃料電池的關(guān)鍵部件，從催化劑、膜，然后到整體的電池。然后是系統(tǒng)的集成，我們得到科技部重點(diǎn)項(xiàng)目的支持，在做這個(gè)燃料電池系統(tǒng)的優(yōu)化。我們還發(fā)展了一個(gè)電解水制氫的催化劑以及設(shè)備。這個(gè)是我們膜電極各個(gè)方面所做的工作，就不仔細(xì)和大家說了，尤其是我們?cè)谧鋈剂想姵胤矫妫覀兺度肓税俜种呤墓ぷ?，精力都放在燃料電池上面，我本人一直是在燃料電池的，我?998年就開始在巴拉德，中國實(shí)際上最有名的燃料電池公司工作，工作了6年之后，又到加拿大國家研究院的燃料電池中心工作，一直到2016年回國，我是做燃料電池的，所以我們對(duì)燃料電池發(fā)力還是比較大的。
這是我們?cè)陔娊馑矫孀龅囊恍┕ぷ?，我們合成了一系列的催化劑，?fù)合極的催化劑，這種催化劑比目前報(bào)道的催化劑性能都要高很多，這是我們做的一個(gè)電解水的設(shè)備，效率也比較高。這也是電解水的催化劑。當(dāng)然我們也在產(chǎn)學(xué)方面發(fā)力，我們和很多公司合作，都跟他們?cè)谝粔K做燃料電池或者是氫能和燃料電池方面的工作，他們給我們支持也非常大。
首先要總結(jié)的給大家說，顛覆性的能源革命是在水的直接光分解產(chǎn)生氫氣，這樣一個(gè)簡單的過程，就是在一個(gè)容器里邊放上催化劑，光照上以后，直接分解水，產(chǎn)生氫氣和氧氣，也是目前我們?nèi)祟惷媾R的一個(gè)最大的在氫能方面應(yīng)用的課題，現(xiàn)在這方面研究也比較多，所以這個(gè)地方也要有一個(gè)長期的發(fā)力。
我們看看氫能利用的挑戰(zhàn)，最后我要講講這個(gè)挑戰(zhàn)，我們要清醒的認(rèn)識(shí)到，在氫能利用上，并不是我們想象的這么快，我們知道，氫生產(chǎn)的過程成本高、能量效率低，導(dǎo)致了氫的價(jià)格也很高。當(dāng)然可能在我們銅陵有很多的煉焦廠，或者有很多的工業(yè)在制氫方面，可能價(jià)格相對(duì)來說低，但是當(dāng)你把它經(jīng)過高壓，通過凈化，通過運(yùn)輸，最后用到燃料電池方面，這個(gè)價(jià)格就提高很多，這是一個(gè)。
第二個(gè)，高壓或者超低溫的氫儲(chǔ)存的過程都很復(fù)雜，能耗也比較高。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是氫氣性質(zhì)實(shí)際上還是限制了它的安全性，它畢竟是一個(gè)燃料，像汽油一樣，它是燃料。所以它就加大了我們使用的復(fù)雜性以及范圍。
第四個(gè)就是運(yùn)輸比較困難，我剛才講了，它很難被變成液體在室溫下，所以就很難普及的應(yīng)用。所以，普及氫能應(yīng)用還有一段路要走，這就靠我們?cè)谧耐拾l(fā)力，盡快的把氫能應(yīng)用搞上去。
下面就總結(jié)一下我今天給大家分享的，首先我們是以化學(xué)燃料為能源的世界是不可持續(xù)的，這是大家的一個(gè)共識(shí)。所以，發(fā)展清潔可持續(xù)能源勢在必行，這是第一點(diǎn)。以氫氣或者液氫為主要能源載體的氫能經(jīng)濟(jì)也是可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)必然。盡管剛才我們講了氫能存在很多挑戰(zhàn)，但是未來能源的必然趨勢，我們要大力發(fā)展。目前氫能可以助推可再生資源的發(fā)展，解決氫能經(jīng)濟(jì)的制備、儲(chǔ)存、大規(guī)模的運(yùn)輸，目前是一個(gè)關(guān)鍵的問題。我們講到氫的安全問題，實(shí)際上這個(gè)不僅從技術(shù)上要得到保障，還要提高我們大眾對(duì)氫氣的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然一聽說氫氣的話，我們大眾很可能就是說覺得很危險(xiǎn)，有的人會(huì)和氫彈聯(lián)系起來，這個(gè)就是我們的認(rèn)識(shí)問題。
我們利用太陽能和風(fēng)能，以及水電能為原來電化學(xué)的制氫，分解水制氫是可行的，也就是我們未來制氫的一種主要的方法。在電解水制氫方面發(fā)展高效能的催化劑，高穩(wěn)定性的催化劑，提高能量效率是我們研究的主要方向。氫能利用，我個(gè)人的觀點(diǎn)，主要是靠燃料電池來推動(dòng)，因?yàn)槠嚬I(yè)、運(yùn)載工業(yè)是一個(gè)大的工業(yè)，所以，我們的氫能利用可能主要是靠燃料電池來實(shí)現(xiàn)。我們說氫能是氫能的燃料電池，有版本認(rèn)為是電動(dòng)車的終極的主電源，我強(qiáng)調(diào)的終極主電源是因?yàn)榭赡茉谖磥淼钠嚿?，燃料電池占很大的一部分?0%，90%，10%，12%可能是電池，鋰電池了，其他電池了，這樣一個(gè)規(guī)模。所以，目前我們要降低燃料電池的成本，發(fā)展氫氣加氫站，是我們主要的努力方向。
內(nèi)容來源：加拿大皇家科學(xué)院院士，國家工程院院士，工程研究院院士，上海大學(xué)可持續(xù)能源研究院院長張久俊參加由中國化工信息中心，銅陵市人民政府共同主辦的2019全國氫能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展大會(huì)主旨報(bào)告
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