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貴金屬負載量降低三分之二、電流密度提升一倍以上、單位面積材料下實現更大產氫量……4月15日，由我國嘉庚創(chuàng)新實驗室自主研發(fā)的高性能兆瓦級PEM制氫裝備發(fā)布，該設備以低貴金屬載量實現了最高性能指標，大幅降低制氫成本，使PEM制氫技術向產業(yè)化方向更進一步。

本次發(fā)布的高性能兆瓦級PEM制氫裝備，核心材料國產化率超過90%，以純水為反應物，具有體積小、響應速度快、工作范圍寬、低成本等特點，獲得專家評委會“整體水平處于國內領先，部分關鍵性指標已達國際先進水平”的評價。

高性能兆瓦級PEM制氫裝備發(fā)布現場。嘉庚創(chuàng)新實驗室供圖

PEM電解水(質子交換膜電解水)是目前三種主流電解水制氫技術之一，即通過質子交換膜將水分解成氫和氧，利用化學反應和電化學反應實現氫的產生。相較于傳統(tǒng)堿性水電解技術，PEM制氫裝備具有體積小、響應速度快、清潔環(huán)保的優(yōu)勢，但因其依賴價格比白金還貴的貴金屬銥作催化劑，成本問題一直困擾該技術路線的發(fā)展。

嘉庚創(chuàng)新實驗室PEM制氫項目負責人陶華冰博士介紹，研究團隊在材料領域實現突破，成功開發(fā)可批量制備、高工況活性的核殼結構催化劑，大幅降低設備對稀缺貴金屬材料銥鉑的載量，使PEM制氫成本大大降低;此外，通過優(yōu)化設計和改進工藝，新設備在降低成本同時，工作效能和使用壽命大幅提升，能夠適應更寬的工作范圍和更快地動態(tài)響應需求。

“高性能、兆瓦級優(yōu)勢使我們的設備成功邁入能源產業(yè)領域門檻。”陶華冰介紹，目前該設備已在窯爐、離網制氫系統(tǒng)等多種場景開展應用測試，在此基礎上開發(fā)的兆瓦級PEM制氫系統(tǒng)產品也在籌備開展應用測試。

“團隊從催化劑、膜電極等領域不斷突破關鍵材料科學技術難題，逐步完成不同規(guī)模大小PEM制氫系統(tǒng)的開發(fā)制造，相關成果已跑到氫能賽道的前列，未來將在交通、化工、鋼鐵、儲能等多領域發(fā)揮重要作用。”中國科學院院士、嘉庚創(chuàng)新實驗室主任田中群介紹，嘉庚創(chuàng)新實驗室是福建省省級創(chuàng)新實驗室，近年來，研究團隊依托高層次創(chuàng)新平臺和廈大基礎研究深厚積累，深耕氫能等新能源、新材料領域，不斷攻克“卡脖子”技術、志在推動高技術成果產業(yè)化。

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