主题：双极膜电解水制氢

王保国教授：双极膜电解水制氢大幅度降低电解水能耗
《中国能源报》记者　钟银燕 / 时间：2016-07-19 10:56:26
　　据人民网2016年7月4日讯 一直以来，储能的市场地位与其所承担的战略地位并不相吻合。但自今年参与“三北”电力市场调峰后，这种局面才有所好转，储能市场主体地位获得确立。
　　作为战略性新兴产业，储能技术路线呈现出多样性和广泛性，很难判断哪种储能技术可以覆盖全部的应用领域，而这也是国家对储能补贴政策出台始终保持谨慎的重要原因。
　　储能价值几何？就此问题，近日，本报记者采访了参与国家“十三五”储能规划撰写、清华大学化学工程系王保国教授。

王保国教授：双极膜电解水制氢大幅度降低电解水能耗

　　依靠电网自身进行储能不客观
　　中国能源报：国内储能的发展经历了很长一段被质疑的阶段，请您谈一下当前储能行业的发展环境有哪些变化？
　　王保国：首先，储能行业的兴起与新能源的发展密不可分。这是由于新能源天然具备不稳定的特性所决定的。这种不确定性给可以平滑电力、提高电力质量的储能提供了发展空间；其次，发展储能对节能减排的影响深远。目前国内节能减排作为一项基本国策，很重要的一个核心，是电网系统能源利用效率的提高，通过储能使能效得到巨幅提升，对社会节能减排意义非常重大。
　　显而易见，发展储能是可以完美解决新能源问题、满足节能减排需求的最佳技术路径之一。而从目前储能产业发展阶段来看， 物理性的抽水蓄能发展受到了自然环境、社会因素的制约，储能正在向以化学物质和电化学储能为主的发展路线进行转变。
　　中国能源报：通常来讲，电网也具有类似储能的调节功能，那么在电力系统还需要储能的介入吗？
　　王保国：“电网是一个巨大的储能系统”这一说法有一定道理，但是不准确。我们首先要明白能源和物质的关系——物质是能量的载体，脱离物质讲能量没有任何价值的。国内电网体量庞大而且复杂，确实具有一定的储能和自调节作用，但作为能量传输的大通道，保障电网安全无疑是首要任务，用电网作为储能的替代显然是不可行的。
　　电改为储能提供发展空间
　　中国能源报：储能与新能源发展密切相关，怎样的比例才能使整个项目更具经济型？
　　王保国：各地新能源的波动性是不一样的。通常来讲，一般风力发电厂，按照10～15%的比例配置即可行。以全钒液流电池为例，从经济效益、投资价值来看，现阶段其经济价值区间应该在功率250千瓦、储电4个小时，上限到几十个兆瓦、储电8～10小时，在此区间内增加储能所用电解液就可以灵活调节所需容量。
　　国内储能尚处于产业化的起步阶段，随着技术、市场、规模的扩大，储能成本仍有很大的下降空间。其中，全钒液流电池的成本已经从几年前1.8万～2万/千瓦下降到6000元/千瓦。而当前分布式微网系统正在成为全钒液流电池最佳应用场景。海岛、电网末端等地方电价普遍在3元/千瓦时以上，液流电池储能特有的长寿命和高安全特征，已经可以促使其经济型逐渐被显现出来。
　　美国对电力质量的要求很高，也促使全钒液流电池在美国作为一种调频设备，在美国形成了一定的市场和规模。但国内储能项目基本仍以示范为主，距离市场环境的完善还有距离。储能产业的发展不仅需要依靠技术和产业本身的进步，还和政策环境直接相关。目前，国内电价还没有和电力质量紧密挂钩，导致无论品质优劣的电能都执行同一个价格体系，储能的价值并没有在电力市场上得到充分体现。随着电改的推进和国内对电力品质要求的不断提高，一些政策也许会逐步调整，未来储能发展空间可期。
　　补贴前提是可实现储能单独计量
　　中国能源报：您认为，储能价值如何在能源系统中如何得到体现？在众多储能技术路线中，国家又该如何选择恰当的技术路线进行扶持和补贴呢？
　　王保国：储能对整个电力系统的贡献和价值还不能独立计算，犹如在电力系统，没有人测算变压器对电网的价值一样，因此国家对储能的补贴谨慎也是情理之中。储能价值的真正体现需要先做到在实际工作中储能价值的单独计量，之后才会有储能电价的出台，产业的补贴才会水到渠成，这方面的计算需要有研究单位去推动。
　　同时，在分布式发电、电网末端，没有储能系统就没有办法运行起来，但这个价值也没有人去量化。尽管储能发展的瓶颈仍在于成本，但如果把储能的边际效益考虑进来：如由于引入储能，减少了“弃风”“弃光”，减少了污染物排放，所形成的社会效益应该考虑在内，储能也已经到了可以产业化的阶段，因此，适当的储能电价政策变得十分必要。
　　推动行业的发展，政策和补贴都要适度。政策和补贴是一把“双刃剑”，即可以推动产业的快速发展，使用不当也会对产业健康发展产生巨大危害。我一直强调，补贴要适度、在市场使用过程中，用合适的规模检验技术的发展，将社会的损失降到最小。适度是有一个市场的测算，现在很多过火的东西，多是为了推而推，其后果不言而喻。只有按照科学规律办事，才能实现企业和社会效益最大化。
　　中国能源报：目前，因为储能价值难以估值，行业发展也良莠不齐，您如何看待这种情况？
　　王保国：储能种类众多，路线争议也比较大。在制定“十三五”储能规划时，我们提出了储能的发展需要遵循四个基本准则，站在整个行业上，讨论共有的尺度十分重要。
　　第一，安全可靠性准则：安全是选择储能技术的首要衡量条件，应优先选择在原理上具有安全特征的技术，保证储能设备应用过程的安全、可靠，节省投资成本；
　　第二，资源可持续发展准则：优先选择原材料资源能够国内自给，并容易实现资源回收和再利用的技术，实现储能资源可持续发展。
　　第三，环境友好准则：优先选择在装备研究开发、生产制造、使用和回收过程的全生命周期，对外界“三废”排放最少、环境负荷最小的技术和装备；建设对上级电网系统友好的微网，实现储能产业发展与电网内、电网外环境保护相协调。
　　第四，社会经济效益准则：不仅要考虑储能系统建设和运行过程的投资，还需要包括储能系统存在对于可再生能源利用、电力质量提升形成的间接经济价值，以及改善环境质量的社会价值。
　　储能与能源转化要相提并论
　　中国能源报：您觉得不同的技术路线对储能应用领域有哪些标准？
　　王保国：目前，我们课题组正在研发三条线路，也是我个人的观点，分别对应不同的市场需求。一个是锌空气电池，面向户用储能，我们相信储能最终会走进千家万户。因为锌本身具备本源绿色友好，安全和低成本特性；第二个是中等规模储能，已经实现全钒液流电池的产业规模技术研发；第三，我们提出的概念是，对吉瓦级别的大规模能源问题，仅考虑储能是有缺陷的。在自然界，光照使水蒸发，水蒸气在空中由风力输送，遇冷后又变为降雨回到地面。人类制造的能源系统，也要仿照自然能源的循环系统，实现能源之间的转化和互联。
　　有人认为用储能来完全解决弃风、弃光，这是不现实的，要用能源转化的思路来解决问题。[B]最近，我们提出双极膜电解水制氢的方法，大幅度降低电解水能耗。通过电解水方式将电能转化为氢气，与天然气混合后成为加氢天然气，最终以燃烧方式释放能源。既有利于大规模转化、长时间储存，又能够远距离输运，该方式具有直接形成商业化应用的可能性。而这一路径也契合了我国多煤少气的现状和能源结构调整的需求，具有较强的操作性。[/B]
　　未来哪种能源形式更经济、技术上更可行，就采用哪种形式的能源。只有通过能源互联互通，才能真正提高能源效率，实现节能减排。[B]比如通过利用弃风、弃光的电能形式，经过电解水变成气的形式，实现不同能量形式之间的转换，也多了一条脱离电网、利用天然气管网的消纳途径。[/B]
　　在自然界中，能源是循环流动的，那么人类能源系统也应该是流动起来；能源只有在流动过程中才能产生最大价值。[B]从技术上看，信息技术和能源转化与储能技术的互相融合正在推动能源互联网建设与发展，但能源互联网归根结底还是要依靠新型能源装备支撑。[/B]能源互联网是基于信息技术和装备技术连起来的复杂系统，最终目的是实现人人可以用得起清洁的、可持续再生的能源， 脱离“物质是能源的载体”这一说法，脱离物质谈能源互联网，就会让能源互联网变成虚的东西，工程上也难以落地。
　　■王保国教授
　　工学博士，清华大学教授，博士生导师。2000年在日本东京大学获得工学博士学位。主持和承担国家多项“863”、“973”和自然科学基金科学研究项目；兼任北京膜学会秘书长、《储能科学与技术》编委会副主任、能源行业液流电池标委会委员等职。

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2016年我国水电解制氢行业发展概况分析【图】
2016年08月09日
http://www.chyxx.com/industry/201608/436794.html

电解水技术与光解水、热化学制氢的不同特点：电解水技术成熟、设备简单、无污染，所得氢气纯度高、杂质含量少，适用于各种场合，缺点是耗能大、制氢成本高；光解水技术目前难点是催化剂研制；热化学循环制氢系统更复杂，但制氢效率较高，结合可再生能源，利用效率更高。

目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为 0.8~3Mpa,操作温度为80~90℃，制氢纯度达到99.7%，制氧纯度达到 99.5%。

水电解制氢的关键是如何降低电解过程中的能耗，提高能源转换效率。电解水制氢一般都以强碱、强酸或含氧盐溶液作为电解液。目前商用电解槽法，能耗水平约为 4.5~5.5kwh/Nm3H2，能效在 72%~82%之间。折算下来，水电解制氢成本相当于 30~40 元/kg，用电解法生产气态氢的价格比汽油约高 65%，如果生产液态氢，则比汽油高约 260%以上。

中国电解制氢技术领域专利申请区域分布

中国电解制氢专利申请个数



热化学循环水分解制氢可耦合核能、太阳能甚至是工业废热进行高效制氢，每一步反应条件温和，理论上不会排放任何污染物；若能在高温耐腐蚀材料等方面实现突破，将是最有希望实现工业化规模应用的技术方式。根据循环过程中使用过的不同物质，一般将热化学循环水分解制氢分成 4 大类：金属氧化物体系、金属卤化物体系、含硫体系以及电解-热化学联合的杂化体系。

热化学硫碘循环水分解制氢原理



使用电解水的方法大规模制氢有两条主要的降本途径：1）降低电解过程的能耗；2）充分利用可再生能源，使用弃风弃水弃光所产生电能进行电解水。

各国通过研发新型技术降低电解过程中的能耗，但是根据热力学原理，电解水制备 1m3氢气和 0.5m3氧气的最低电耗为 2.95度电。由此可知，该途径降低成本的空间有限、技术复杂。

日本的新型技术将能耗降低到 3.8kwh/Nm3H2；美国 GE 公司开发的固体高分子电解质（SPE）水解法，以离子交换膜作为隔膜和电解质，使电解过程的能耗大大降低。针对电解水技术方面的改进主要集中在电解池、聚合物薄膜电解池和固体氧化物电解池等种类，电池能效率由 70%提高到 90%，但考虑到发电效率，实际上电解水制氢的能量利用效率不足35%。

各地大工业谷电价格



2016年调整后的燃煤发电标杆上网电价

我国可再生能源丰富，每年弃水弃风的电量都可以用于电解水。我国拥有水电资源 3.78亿 kw，年发电量达到 2800亿 kwh。水电由于丰水器和调峰需要，产生了大量的弃水电能。我国风力资源也非常丰富，可利用风能约2.53 亿 kwh，相当于水力资源的 2/3。但风电由于其不稳定的特性，较难上网，因此每年弃风限电的电量规模庞大。如果将这部分能源充分利用起来，产生的经济效益是可观的。

例如，三峡电站建成后，在每年的 5~8月弃水电能高达 45亿kwh，即使建设一座 180 万千瓦的抽水蓄能电站联合运行，三峡电站的弃水电能仍有 21亿 kwh。若将此电能用于电解水制氢，可生产氢气 4~4.5亿Nm3，可见利用水电站的弃水电能来制氢，将会使我国出现一个巨大的氢源基地。

目前燃料电池汽车的分布主要以东部沿海城市为主，如果考虑到氢气的运输成本，使用中西部地区的弃水电能进行氢气的制备尚不具备成本优势。

2010 年至 2015 年，我国弃风电量累计达到 997 亿千瓦时，直接经济损失超过 530 亿元。仅过去一年弃风电量就达到 339 亿千瓦时，直接经济损失超 180 亿元，几乎抵消全年风电新增装机的社会经济效益。解决这样的一个现状的合理方式之一是采取储电的方法。若利用氢能燃料电池来储电，则可解决风能发电的平衡问题——利用风能发电的电能来电解水制氢，它成为氢能燃料电池的燃料，而燃料电池又用来储电。这个循环过程，既可解决风能发电的负荷平衡，又可制得一定数量的氢能。

例如，江苏盐城周边有 1000 多家风电厂，目前所产生的电能无法并网，使用这些风电所产生的电能，结合海水电解技术，所产生的氢气成本可以达到2元/Nm3，相对而言已经具备了和汽油能源竞争的能力。

江苏省风电项目分布



全国弃风限电统计



风能太阳能互补制氢原理框图

2016第八届世界非并网风电与能源大会在京召开
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2016年12月20日 10:25:00 来源： 中国网

　　中国网12月17日讯 2016年12月17日，由世界风能协会、世界风能学会、世界可再生能源学会、世界可再生能源理事会、中国可再生能源学会、江苏省能源研究会、江苏省宏观经济学会主办，江苏省宏观经济研究院(国家973计划、支撑计划、能源战略项目组)、南京大学非并网风电与高载能工程实验室、江苏省信息化研究中心共同承办的“2016第八届世界非并网风电与能源大会”在北京钓鱼台酒店隆重开幕。

2016第八届世界非并网风电与能源大会在京召开

　　国家“973”计划大规模非并网风电项目首席科学家顾为东

2016第八届世界非并网风电与能源大会在京召开

　　国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定环

　　世界风能学会Preben Maegaard主席，国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定环，国务院参事、国家能源专家咨询委员会原主任徐锭明，中国工程院院士、中国能源学会会长倪维斗，国家发展和改革委员会能源研究所所长戴彦德，二炮工程设计研究院副总工程师侯立安院士，国家“973”计划大规模非并网风电项目首席科学家、江苏省宏观经济研究院原院长顾为东及其团队骨干，世界风能领域及相关领域专家学者和企业代表出席大会。

2016第八届世界非并网风电与能源大会在京召开

　　中国工程院院士、中国能源学会会长倪维斗

　　据了解，2007年7月，以江苏省宏观经济研究院顾为东院长为首的科研团队，申报我国重点基础研究发展计划（“973”计划）能源领域“大规模非并网风电系统的基础研究”项目，经过三轮答辩，成功获得科技部立项（编号：2007CB210300），顾为东院长被科技部聘为该项目的首席科学家，这是我国“973”计划能源领域第一个风电项目。在顾为东院长带领下，项目组经过8年研究及产业化工作，基础理论取得重要突破，取得了一系列填补世界空白的重要创新成果，拥有完整的自主知识产权，并建立了示范工程。

　　据介绍，项目构建的非并网风电-高耗能产业集成系统，将风电与海水淡化、电解铝、制氢、煤制天然气等相结合，是一次全新的探索和尝试，在世界范围内属于技术首创。在此基础上，顾为东院长基于近40年个人研究和6年主持国家973计划项目团队研究，又提出原创性理论成果——能源4.0：产业能源互联网。能源4.0是基于互联网技术的多能源协同和高耗能产业功能升级，不仅吻合工业4.0原动力条件，更延伸发展了工业4.0的内涵。

　　在会议中，各位专家学者轮流汇报并共同讨论了各自的意见或建议，专家们就风能、光能等各种新能源的利用展开了热烈的讨论，并一致认为中国新能源产业的快速发展为世界能源结构树立了榜样。（张心汉）

非并网风电系统有望解决“弃风限电”难题
北极星风力发电网 来源:中国经济网 作者:沈慧 2016/12/20 8:41:33 我要投稿
关键词: 风电并网 风电消纳 风电

北极星风力发电网讯:“中国风电有多个值得夸耀的第一，比如装机总量、新增装机、并网量等，都是世界第一，但我们的弃风量也是冠绝全球。”17日，在北京举行的第八届世界非并网风电与能源大会上，中国能源学会副会长顾为东援引发改委能源研究所研究员周大地的一份调研报告说，2015年我国弃风率达15%，2016年1—6月弃风率达21%，其中新疆为43.9%。

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遭遇如此尴尬境地的风电并非孤例。有关数据显示，2015年我国60万千瓦及以上电厂发电设备平均利用小时为4182小时，是1978年以来的最低水平，相当于51%机组全年停机。

如何破解我国能源之困？历经近40年不懈研究完善，如今由顾为东团队创建的非并网风电-高耗能产业集成系统，已将风电与海水淡化、电解铝、制氢、煤制天然气等产业相结合。

“无论是太阳能、风能、地热能还是核能等，每种能源都是它自己的比较优势和不足，不同于以往的并网风电，非并网风电的终端负荷不再是电网，而是将风电直接输送到一些高能耗的企业，从而避免风电在传输、储存过程中的浪费，进而解决无法上网的风电利用问题。”

顾为东介绍，非并网风电旨在优化新能源与高耗能之间的关系：一方面，新能源不再依赖传统输电模式，而是通过非并网直接为用户所消纳，从而实现大规模新能源和可再生能源的高效、低成本、全部利用，可以提高风电的经济性；另一方面，传统高耗能产业可以实现供能根本性转变，进而成为电网运行调峰的新型智能负载。

据了解，非并网风电应用于海水淡化，既能解决风电上网、脱网、弃风等难题，又能将绿色能源直接应用于电解铝、制氢、煤制天然气等高耗能产业，可以减少网电所用燃煤消耗，减少温室气体排放量，不但具有可观的经济效益、而且具有良好社会和环境效益。目前，它已应用在电解铝、氯碱工业、海水淡化、制氢、煤化工、冶金、新能源汽车等高耗能产业，并与企业合作建设了一批示范工程。比如，江苏大丰的的非并网风电日产百吨和万吨海水示范项目、辽河油田、大庆油田的非并网风电抽油示范项目等。

江苏省宏观经济研究院的非并网风电海水淡化系统荣获蓝天奖
北极星风力发电网 来源:中华网 2016/7/7 9:09:50 我要投稿
关键词: 风能 可再生能源 风电

北极星风力发电网讯:第六届蓝天奖颁奖典礼于2016年6月17-18日在深圳国际低碳城论坛期间举行。江苏省宏观经济研究院与江苏通州湾风生海水淡化科技有限公司合作开发的非并网风电海水淡化系统被授予蓝天奖。

非并网风电海水淡化系统实现了风电与海水淡化系统的有机结合。非并网风电海水淡化系统可以独立使用风电，也可以采用风蓄互补、风网互补，或者多能源协同供电模式为海水淡化系统供电，根据海水淡化系统的产能要求，可以灵活选用供电模式。非并网风电海水淡化系统目前已经发展到第五代技术，通过风机直接为加压与能量回收一体化装置（代替传统海水淡化系统中高压泵和能量回收器）提供动能，推动高压海水经过反渗透模组，从而产生淡水。通过机械能传递方式风能利用效率提高约10%-15%。海水淡化设备整体安放于风机塔筒内，组成一体化成套装置，便于安装维护。与常规膜法海水淡化设备项目相比，占地面积减小80%以上，故障概率下降60%，投资降低40%以上，能效提高30%以上。吨水直接耗能2.1--2.4度，风机无电磁场辐射，不影响候鸟迁徙和地面土壤微生物等生长。

整套设备具有三个优点：

一是自主技术，实现国产化生产；

二是风机和海淡装置一体化（设备在工厂就全部装在风机塔筒内并完成调试）；

三是全新工艺和流程，装备没有传统的高压泵、能量回收器，体积小、效率高、成体低、便维护。

“全球可再生能源领域最具投资价值的领先技术蓝天奖”是由联合国工业发展组织、商务部中国国际技术交流中心、深圳市人民政府、中国可再生能源学会、深圳能源集团股份有限公司共同主办、深圳国际能源与环境技术促进中心组织承办的一项国际评选活动，旨在引导可再生能源在发展中国家规模化应用，以缓解常规化石能源供应短缺以及温室气体效应对全球气候的影响。

江苏新能源海水淡化技术出口海外
北极星风力发电网 来源:新华网 作者:刘巍巍 倪瑞捷 2015/4/13 11:31:28 我要投稿
关键词: 风电机组非并网风电海水淡化

北极星风力发电网讯:记者13日从江苏省大丰市政府获悉，一套由当地企业生产的能源“零消耗”海水淡化技术设备将于8月从江苏大丰港出口至马尔代夫。该市与沙特、阿联酋等国就该设备的出口项目亦在谈判中。

此次出口的海水淡化技术设备是目前国际首台套大容量非并网风电——海水淡化集成系统。在智能微网控制中心的优化调度管理下，由1台2.5MW的永磁直驱风电机组为日产万吨的海水淡化装置供电。该设备能在孤岛模式下，在方圆几十平方公里的范围内形成独立供电的微网系统。

江苏丰海新能源淡化海水发展有限公司位于江苏大丰港经济开发区盐城新能源淡化海水产业示范园内。在该公司的海水淡化生产车间外，硕大的风车格外引人注意。车间负责人杨适名告诉记者，海水淡化、净化过程中用的所有能量均来自这台风车。

在中东等淡水资源短缺的国家和地区，海水淡化技术已臻成熟，而处理海水却是一个高能耗产业。据悉，该套设备与再生资源的结合使用既节约成本，又不会污染环境。随着这一新技术的推进，过去一些在传统海水净化技术上领先的国家反而向中国进口设备。

今年8月，该设备将启程马尔代夫，而沙特、阿联酋等中东国家也向江苏大丰伸出了橄榄枝，相关出口项目事宜正在谈判中。据悉，大丰当地有关企业和部门还将继续研发光谱、地热能等海水淡化技术。

原标题:江苏新能源海水淡化技术出口海外

神奇的风电：解决电解铝40%成本问题
北极星风力发电网 来源:中铝网 2015/2/4 11:25:26 我要投稿
关键词: 非并网风电电解铝风电项目

北极星风力发电网:早在2014年召开的2014第六届世界非并网风电与能源大会上，国家发改委产业经济与技术经济研究所、国家发展改革委能源研究所、国家“973”计划大规模非并网风电项目组就共同举行了新能源技术创新与产业化助推高耗能产业转型升级重大研究成果新闻发布会，发布非并网多能源协同供电和能源互联网高耗能产业技术的重大突破。世界风能学会麦加德主席，国家发展改革委宏观经济研究院马晓河副院长、能源研究所韩文科所长、产业经济研究所王昌林所长、国家“973”计划大规模非并网风电项目首席科学家顾为东院长及其团队骨干、世界风能领域及相关领域专家学者和企业代表共计200多人出席发布会。

下面中铝网通过摘录网络资料将该项目在电解铝方面相关信息整理如下：

风电电解铝方面，通过实验室小试和中试，模拟新疆达坂城风电炼出第一块铝锭，目前正在着手建设年产1000吨铝的风电电解铝示范工程，为年产40—60万吨/年风电铝一体化项目奠定基础。

项目构建的非并网风电-高耗能产业集成系统，将风电与海水淡化、电解铝、制氢、煤制天然气等相结合，是一次全新的探索和尝试，在世界范围内属于技术首创。

如非并网风电应用于海水淡化，既能解决风电上网、脱网、弃风等难题，又能将绿色能源直接应用于电解铝、制氢、煤制天然气等高耗能产业，可以减少网电所用燃煤消耗，减少温室气体排放量，不但具有可观的经济效益、而且具有良好社会和环境效益。

这些成果的基础理论研究、实验验证及配套的技术转化工作已全部完成。在电解铝、氯碱工业、海水淡化、制氢、煤化工、冶金、新能源汽车等高耗能产业的重点项目与企业合作建设了一批示范工程。

将我国占全球48.5%的电解铝产业功能实现转变，让电解铝企业扭亏为盈，其生产成本下降40%，经济效益提高4-8倍以上。并可形成全球化的万亿元新型铝电解槽的市场，占领新型电解铝高端装备制造业高地。

原标题:神奇的风电：解决电解铝40%成本问题

美国研发出一种新型低成本电解水催化剂，有助于高效生产氢能源
2016年11月11日 14:50字号:T|T

美国研究人员在新一期《先进能源材料》上报告说，他们研发出一种新型低成本电解水催化剂，有助于高效生产氢能源。

能源转换是发展清洁能源的关键。风能和太阳能发电都是间歇性的，而电网需要持续稳定的输入，因此风能和太阳能发电不能直接接入电网，而需要介质存储起来或转换成其他形式的能源。眼下最有前景的途径之一就是用这些电能来电解水制取氢气和氧气，氢气可以用于燃料电池，这被认为是将电能转换成化学燃料的最环保方式。

然而这种方式迄今并没有广泛应用，原因是电解水所需的催化剂主要来自铂和钌等稀有贵金属。在这一背景下，美国华盛顿州立大学研究人员报告说，他们将价格较低的铜纳米粒子加入钴框架下，从而获得成本相对低廉的新型催化剂。

研究人员利用理论模拟推算和实验测试了这种催化剂的效率。与现有的商用催化剂相比，使用这种新型催化剂后，氧气产量有所提升，氢气产量持平。下一步，研究人员希望可以提高新型催化剂的稳定性和效率。

研究人员表示，新型催化剂可大大降低利用水电解储存再生能源的成本，有助于为发展清洁能源铺平道路。