氢能高效制取新方案：紫金矿业联手华南理工突破清洁能源技术

本文转自：中国工业报

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氢能高效制取新方案：紫金矿业联手华南理工突破清洁能源技术 “加入一种含铯元素的新材料，可使固体氧化物电解水制氢的产氢速率较传统电解水制氢技术得到较大提升”。这是紫金矿业海外引进的顶尖人才刘瑛博士针对电解水制氢 “电能消耗高、制氢成本高”、制约有着 “终极能源”之称的氢能加快推广应用问题提出的解决方案。

刘瑛博士认为，传统电解制氢技术如碱性和质子膜电解池普遍的电流密度为0.5-1.5安培每平方厘米，但此次试验成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望显著降低电解池材料和生产成本，延长使用寿命，为加快氢能高效制取提供极大助力。

中国工业报记者获悉，刘瑛博士提出的方案经实验论证日前取得突破。9月14日，国际能源学类顶级期刊、美国化学学会旗下杂志 《ACSEnergyLetters》，发表了该项以刘瑛博士、华南理工大学陈宇教授等为联合通讯作者的研究成果，认为达到国际领先水平，有望为氢能高效低能耗制取提供新路径。

2022年6月，紫金矿业收购的湘源硬岩锂多金属矿伴生氧化铷49万吨、氧化铯8000吨。据可靠测算，该研究成果若取得广泛应用将消耗300-500吨铯，有效解决铷、铯小金属资源利用问题，后续紫金长沙新能源科技公司将继续推进成果的中试和产业化。目前，研究人员正在研究铷元素在电解水制氢中的试验情况以及铷、铯在钙钛矿太阳能电池中的应用情况。

减少化石能源使用是应对全球气候变化的当务之急。国家发展改革委2022年发布的 《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》将氢能确定为国家能源体系的重要组成部分和实现绿色低碳转型的重要载体。目前，我国能源现状是 “富煤、缺油、少气”，可再生能源资源丰富，但是利用最多的仍是释放温室气体的化石能源制氢。

电解水制氢是一种最为清洁的制氢技术和储能形式，由于电能消耗高、制氢成本高等原因，使用占比仅为1%，如何降低电解水制氢成本是行业面临的一大挑战，也是真正实现能源零碳转型的关键。为加快形成新能源新材料的核心竞争力，紫金矿业加大学科带头人引进力度。2022年底，刘瑛博士加盟紫金矿业任职长沙新能源科技公司总经理，随即谋划着将紫金的铷、铯等资源优势应用到新能源领域。

刘瑛博士毕业于美国佐治亚理工学院，曾在多家世界500强企业长期从事新能源科研管理工作，是固体电化学和氢能领域顶尖的青年专家。2023年1月，刘瑛博士在一次交流中提议，铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应性能，在电解水制氢中或许能发挥作用。

经与华南理工大学陈宇教授团队沟通，双方达成合作共识。作为项目主要负责人，刘瑛博士主持项目选题和监管，并深度参与到实验结果讨论、论文撰写和专利申报之中。经过反复比对、尝试摸索，项目团队合成了全新化合物。实验发现，铯掺杂新电极材料具有非常高的电化学反应活性，使得电解过程在中低温环境下运行成为可能，极大提高了电解制氢的电化学性能和稳定性，从而大幅度降低运行成本。

事实上，面对人类可持续发展面临的威胁，近年来紫金矿业把 “为人类美好生活提供低碳矿物原料”作为公司使命，加大力度培育新能源新材料产业增长极，形成了一批国际先进、打破垄断、填补空白的关键技术。锂矿方面，在青藏高原上的拉果错锂盐湖，突破了达到国际领先水平的提锂技术，首次实现了基于离子筛吸附剂的短流程绿色盐湖提锂。清洁能源方面，与福州大学合作成立福大紫金氢能公司，在氨氢能源技术研发和产业化应用方面取得重大突破并逐步走向市场，累计获得专利授权34项。 （孟凡君 饶恒）