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6月28日，2023世界新能源新材料大會在鄂爾多斯市召開，會上5項(xiàng)重大前沿科技成果重磅發(fā)布。其中氫能相關(guān)的科技成果包括中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高團(tuán)隊(duì)的全球首創(chuàng)插片式帶壓電解槽及氫舟TM電解水制氫系統(tǒng)、中國科學(xué)院院士、大連化物所研究員李燦團(tuán)隊(duì)的液態(tài)陽光技術(shù)、清華大學(xué)教授、鄂爾多斯實(shí)驗(yàn)室主任魏飛團(tuán)隊(duì)的二氧化碳加氫一步法制芳烴技術(shù)。

NO.1

全球首創(chuàng)插片式帶壓電解槽及氫舟TM電解水制氫系統(tǒng)

(資料圖)

——中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高團(tuán)隊(duì)

歷時兩年正向研發(fā)，歐陽明高院士團(tuán)隊(duì)孵化的綠氫科技公司海德氫能推出新一代電解水制氫系統(tǒng)氫舟TM，集成冬奧氫安全技術(shù)、云帆電解單片與數(shù)字化平臺，提供安全、智能、高效的先進(jìn)綠氫制取解決方案。

氫舟TM系統(tǒng)搭載了基于團(tuán)隊(duì)自研的云帆標(biāo)準(zhǔn)化單片，設(shè)計(jì)開發(fā)的全球首個可拓展插片式帶壓電解槽，云帆標(biāo)準(zhǔn)化方形單片歷經(jīng)10000小時以上的流場優(yōu)化設(shè)計(jì)，電解反應(yīng)更加均勻高效，直流電耗3.98kWh/Nm3，運(yùn)行范圍20%—110%，加減載速率5%/s，多項(xiàng)指標(biāo)均為國際領(lǐng)先水平?；谠品珕纹?、先進(jìn)成組工藝及智能檢測分析技術(shù)，氫舟TM系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)12小時內(nèi)制氫現(xiàn)場的單片級更換與升級，維護(hù)成本降低90%。氫舟TM電解水制氫系統(tǒng)目前可以實(shí)現(xiàn)50-1000標(biāo)方/每小時定制化集成，并開發(fā)了綠氫工廠解決方案。

該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)成果已成功應(yīng)用于鄂爾多斯智慧制氫示范項(xiàng)目，并已經(jīng)與殼牌、中石化、圣圓能源等國內(nèi)外知名企業(yè)開展合作。

NO.2

液態(tài)陽光技術(shù)

——中國科學(xué)院院士、大連化物所研究員李燦團(tuán)隊(duì)

中科院大連化物所李燦院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中煤集團(tuán)研發(fā)了全球首套10萬噸級液態(tài)陽光工業(yè)化技術(shù)，具體包括高效固溶體催化二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)，低能耗、大規(guī)模堿性電解水制氫技術(shù)、風(fēng)光發(fā)電制氫及甲醇合成的全流程智慧化管控三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。針對二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的固溶體催化劑，使催化劑穩(wěn)定性由現(xiàn)有研究的幾百小時提升至5000小時，并將甲醇選擇性由60%—70%提高到85%以上，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注;針對目前堿性電解水制氫能耗高、規(guī)模小的問題，開發(fā)了非貴金屬原子級分散新型催化劑，攻克了低能耗、大規(guī)模堿性電解水制氫技術(shù)，針對可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性與甲醇合成要求的穩(wěn)定性之間的矛盾，研發(fā)了風(fēng)光耦合發(fā)電制氫智慧化管控技術(shù)與負(fù)荷可調(diào)甲醇合成工藝，打通了低成本可再生能源制備甲醇全流程。

我國當(dāng)前甲醇表觀消費(fèi)量已接近1億噸/年，若全部采用液態(tài)陽光技術(shù)，可減排二氧化碳約4億噸/年。液態(tài)陽光技術(shù)還是解決水泥、鋼鐵等剛性二氧化碳排放行業(yè)碳減排的重要技術(shù)手段。

NO.3

二氧化碳加氫一步法制芳烴技術(shù)

——清華大學(xué)教授、鄂爾多斯實(shí)驗(yàn)室主任魏飛團(tuán)隊(duì)

使用綠色電能通過電解水制得綠氫，與工業(yè)排放的CO2結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)代社會所必需的芳烴等化學(xué)品以及航空煤油等綠色燃料，既是大規(guī)模消納間歇不穩(wěn)定可再生能源的關(guān)鍵，也是雙碳目標(biāo)下可盈利新工業(yè)過程。

清華大學(xué)教授、鄂爾多斯實(shí)驗(yàn)室主任魏飛團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了納米金屬氧化物與分子篩耦合催化劑，實(shí)現(xiàn)了溫和條件下將二氧化碳和綠氫一步法生成90%以上芳烴或航煤等高端產(chǎn)品。打破了加氫和芳構(gòu)化操作條件不匹配，原料高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品高選擇性難以同時達(dá)成的技術(shù)瓶頸。

項(xiàng)目得到2020年內(nèi)蒙古自治區(qū)重大科技專項(xiàng)支持，目前已完成百噸級中試驗(yàn)證，與內(nèi)蒙古久泰集團(tuán)合作進(jìn)行全球首套萬噸級工業(yè)示范。項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化構(gòu)造可再生能源與CO2高效利用的現(xiàn)代綠色能源產(chǎn)品鏈，占據(jù)國際綠色航空能源競爭制高點(diǎn)，培育萬億高端綠色產(chǎn)品市場，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的和諧共贏。

NO.4

全球首套電石法聚氯乙烯(PVC)無汞化生產(chǎn)技術(shù)

——內(nèi)蒙古鄂爾多斯電冶集團(tuán)

鄂爾多斯電冶集團(tuán)于2015年組建一支兼具研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用的多學(xué)科互補(bǔ)、多專業(yè)搭配、多機(jī)構(gòu)聯(lián)合的PVC無汞創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)。歷時7年實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的重大突破，解決了催化劑壽命短、副產(chǎn)物量大、誘導(dǎo)期長、黃金流失嚴(yán)重等一系列核心問題，建設(shè)了全球首家電石法PVC無汞規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)示范工廠;獲得了生態(tài)環(huán)境部認(rèn)證，對全球存量及增量PVC產(chǎn)業(yè)做出了重要的探索和示范，是全球《關(guān)于汞的水俁公約》締約國履約的關(guān)鍵里程碑。

鄂爾多斯電冶集團(tuán)已形成了擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的無汞催化工藝包，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，推動無汞綠色PVC產(chǎn)品進(jìn)入更高端應(yīng)用領(lǐng)域，引領(lǐng)全球電石法PVC行業(yè)全面向無汞化綠色轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。

NO.5

高焓值系列高低溫煤基相變材料

——內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)

內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)經(jīng)過5年艱苦攻關(guān)，自主研發(fā)了煤基高端相變材料新技術(shù)，煤經(jīng)氣化、費(fèi)托合成、精密分離等反應(yīng)分離過程，實(shí)現(xiàn)了從煤炭到高端相變材料的轉(zhuǎn)變，形成相變點(diǎn)覆蓋20~80℃范圍的全系列相變蠟產(chǎn)品，焓值最高達(dá)到240J/g以上，技術(shù)指標(biāo)及產(chǎn)品牌號數(shù)量均達(dá)到全球領(lǐng)先水平，已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建成了1000噸/年工業(yè)示范裝置，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)。其中72號相變蠟產(chǎn)品已穩(wěn)定供應(yīng)中國航天科工集團(tuán)，成功應(yīng)用于航天工業(yè)。已申請國際專利1件、中國專利25件。

該技術(shù)的研發(fā)成功，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)煤炭到高端新材料的跨越和突破，為煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展探索了一條可行的道路，對于保障我國航天工業(yè)特種相變材料的穩(wěn)定可靠供應(yīng)，以及應(yīng)用于節(jié)能環(huán)保等其他領(lǐng)域、助力國家實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，均具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)技術(shù) 氫能產(chǎn)業(yè) 新能源新材料 鄂