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绿氢制备与利用关键材料与技术
一、基本信息
标题 绿氢制备与利用关键材料与技术 单位 北大理工
电话 5618486 行业类别 冶金
二、内容信息

背景:氢能是我国实现双碳目标的核心新能源体系,绿氢规模化制备与利用是我国氢能产业发展的重大需求,新增产业规模达数万亿。电解水制绿氢与氢燃料电池技术是氢能产业发展的核心,但其规模发展受到性能与成本制约,核心催化剂与膜电极等关键材料的高端产品被美日欧等国垄断,面临诸多关键科学与技术问题亟待解决:包括催化剂表面原子/电子结构的精准调控难、催化构效机制不清、低贵金属基催化剂与膜电极催化活性低、长期服役性差以及缺乏高端膜电极的可靠制造工艺等。

水平:团队提出了材料应变调控催化材料电子结构的新理念,在国际上引领了“应变催化材料”的学科前沿;创制了多种高效应变催化材料体系,显著提升氢能催化与燃料电池性能,达到或超过美国能源部2025性能技术标准;开发了系列高性能低铱、低铂催化剂的批量制备工艺,制氢与燃料电池膜电极性能达到国际领先水平。相关成果以通讯作者身份发表在Nature、Science、Nat.Synth.、Nat.Rev.Mater.、Nat.Rev.Chem.,等国际知名期刊,两项工作被遴选为中国科学十大进展候选(30项/年),部分成果获2022年度教育部自然科学奖一等奖。

应用:在制氢端,采用团队的低铱化阳极催化剂能够大幅降低当前质子交换膜电解槽装备成本,可应用于氢储能、氢化工、制氢/加氢一体站等领域,目前已与中石油、多个国内电解槽企业等单位建立合作关系,开展共同研制与装槽验证等。

联系人:市科技局合作科 李强,李宇菲

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