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基于陶瓷透氧膜或透氢膜制氢技术的关键在于提升膜材料的稳定性和渗透性能。针对常用的钙钛矿透氧膜Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ在中低温渗透性能衰减的问题,该研究组近期与德国尤利西研究中心的科研人员合作,通过W元素掺杂,经高温烧结后自组装形成单钙钛矿和双钙钛矿共存的复合膜,借助Fe和W在两相间热诱导相互扩散,原位调控复合膜中两相化学组成,稳定该钛矿结构并抑制其降解,显著提高了透氧膜的稳定性。相关成果近期发表在Chem Mater上(Chem Mater,2019, 31,7487-7492)。
此外,针对常见含钴和含铁透氧膜材料在制氢条件下易被深度还原进而导致膜材料降解的问题(ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5, 8657; Int J Hydrogen Energy, 2018, 42, 14478),该研究组和德方合作者首次尝试利用既不含Co又不含Fe、以Ti为主的新一代钛酸盐类陶瓷膜材料SrMg0.15Zr0.05Ti0.8O3-δ,该陶瓷膜暴露在20 vol.% H2气氛下100个小时后结构仍然保持不变,展现出优异的化学稳定性。将该类Ti基透氧膜用于水分解制氢和甲烷重整反应耦合过程,在实验室实现连续稳定运行,氢气产率达到0.7 m3h-1m-2。该成果有望解决传统陶瓷膜材料在制氢条件下稳定性差的难题,推动陶瓷膜制氢技术的发展。相关成果近期发表在Cell子刊《iScience》杂志上(iScience,2019, 19, 955-964)。
以上工作得到了国家自然科学基金和中国科学院国际合作项目的资助。
相关发表论文和专利目录:
1.Xia X, Zhou H, Zhang Y et al., Innovative steam methane reforming for coproducing CO-free hydrogen and syngas in proton conducting membrane reactor. AIChE Journal, 2019, 65, e16740.
2.He G, Lan Q, Sohn Y J et al., Temperature-Induced Structural Reorganization of W-doped Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ Composite Membranes for Air Separation. Chemistry of Materials 2019, 31,7487-7492.
3.He G, Liang W, Tsai C-L et al., Chemical Environment-Induced Mixed Conductivity of Titanate as a Highly Stable Oxygen Transport Membrane. iScience 2019, 19, 955-964.
4.一种不含钴和铁的钛基钙钛矿型陶瓷透氧膜及其制备方法和应用,中国,201910103214.4
5.一种自分相混合导体三相膜材料及其制备方法与应用,中国,201811242182.8
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作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。近年来多个国家和地区已将氢能和燃料电池发展提升到国家战略层面。加氢站是支撑氢燃料电池汽车发展必不可少的基础设施,其建设数量和普及程度,在很大程度上决定了氢燃料电池汽车的产业化进程。
近日,清能股份签署一份1MW燃料电池热电联供系统供应合同,该系统作为韩国江东区生态友好型智慧能源城市建设项目的一部分,将通过燃料电池和太阳能等可再生能源为项目提供环保高效的电力保障。
上海临港新片区编制了《临港新片区打造高质量氢能示范应用场景实施方案(2021-2025年)》,其中指出:到2025年,完成1500辆氢燃料电池车辆应用;建成各类型加氢站点14座;年氢气供给量不低于14000吨,构建工业副产氢和可再生能源制氢有机结合的氢源保障体系;打造具有临港新片区特色的可再生能源和谷电制氢产业,年氢气自给率不低于当年需求量的30%;推广氢能分布式能源和热电冷三联供系统技术在建筑领域和工业园区示范应用。
基于热电联产的运作模式和节能特性,氢能可在其中发挥重要作用。
自2019年英国提出到2050年温室气体排放量至少减少100%的目标(与1990年水平相比),即“净零”(NetZero)目标后,氢能在推动英国能源结构转型中的作用日益增加。
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据北极星风力发电网不完全统计(含公开数据及企业提供信息)数据显示,我国11家风电整机制造商在1-6月期间,中标风电机组总规模突破107GW(107096.08MW),其中国内中标87584.38MW,海外中标19511.7MW,呈现出国内国际双轮驱动的强劲发展态势。相关阅读:一季度风机中标规模超38.5GW!中国风电“亿千瓦
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近日,由隆基氢能联合国际能源巨头ACWAPower、中国电建华东院共同打造的乌兹别克斯坦塔什干绿氢项目(以下简称“乌兹绿氢项目”)成功实现产氢,为全面投产奠定了坚实基础。这标志着隆基氢能在中亚地区的首个大型绿氢项目取得里程碑式突破,为全球能源转型提供了“中国技术+国际协作”的典范案例。成功
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