详细分析我国制氢技术发展现状及未来展望
工程科学团队提出一种使用 3D 打印技术制备整体式催化剂，通过调控载体组成与煅烧温度，改进催化剂空间结构等策略，开发出一种新型兼具高机械强度和高催化活性的 3D 打印催化剂制备方法。
2022制氢技术发展现状及未来展望
研究以光固化 3D 打印技术制备催化剂载体，结合低场核磁共振空间测试金属离子分布，分析了 3D 打印氧化铝多孔载体中机械强度、孔隙率与煅烧温度组成的关系，揭示了多孔载体中金属离子的扩散效应，同时开发了核磁成像定量测试金属离子分布技术。
通过干燥结晶煅烧方法，成功在高机械强度氧化铝多孔载体上合成了铜锌片层结构活性组分层。通过改进氧化铝载体空间结构，从而提高传热与传质效率降低床层压降，进而提高甲醇重整反应催化效果。经过对反应参数的优化，单位质量催化剂氢气的时空产率达到 536 mol / kgcat / h，超过目前报道的大部分同类型催化剂。同时，催化剂机械强度高，径向压溃强度达 152.4 N / mm，是目前传统颗粒催化剂的 4 倍，可适应车载加速颠簸等情况。
据介绍，研究有助于推动甲醇重整制氢技术在车载燃料电池等领域的发展，并为新型整体式催化剂的开发提供了新思路。
氢能具有能量密度大、热值高、储量丰富、来源广泛、转化效率高等特点,是清洁的二次能源,可以作为高效的储能载体,是可再生能源实现大规模跨季节储存、运输的有效解决方案,被专家学者认为是最具有应用前景的能源之一。
绿色氢能是指可再生能源转化的电力电解水所制备的氢气,因其从生产到消费全过程碳排放量几乎为零而被称为“绿氢”。利用富足的可再生能源电解制氢,运用储存和运输技术,将氢输送到能源消费中心多元化利用,可以有效解决风电、光伏、水电等可再生能源不稳定以及长距离输送的难题。
目前,全球每年生产氢气约为1.17亿t,其中副产氢气0.48亿t,专门制氢约为0.69亿t。全球约98%的纯氢是通过碳密集型方法,使用天然气或煤为原料生产的灰色氢能,其余2%的氢能则通过电解方式生产的绿色氢能。中国每年约生产2500万t氢,其中灰氢约占96%以上。
目前制氢原料仍以化石燃料为主,存在制氢成本高、碳排放污染等问题,而氢能产业可持续发展的前提是清洁无污染,制氢原料应从化石燃料向可再生能源(风能、太阳能、水能等)方向逐渐转变。为引导氢能产业绿色健康发展,多地结合多能互补示范基地建设开展可再生能源制氢示范项目,不仅提高了风光等新能源的消纳能力,体现综合能源项目的示范效果,还丰富了氢能的来源。
目前,全球已有多个国家将氢能纳入国家能源发展战略,并从国家层面制定了氢能产业的发展战略规划。最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家是美国,截止2020年6月,氢燃料电池叉车超过3万辆,乘用车达到8413辆。
中国氢能产业发展专项规划
深圳市发布《深圳市氢能产业发展规划(2021-2025年)》，到2025年形成较为完备的氢能产业发展生态体系，氢能产业规模达到500亿元。上海市经信委副主任刘平也在2021氢能产业高质量发展论坛上透露，目前上海正在加强顶层规划设计，发布上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划，形成产出规模近千亿元，推广氢燃料电池汽车1万辆。
我国氢能产业发展步入快车道，30个省份、158个城市在其“十四五”规划中提及氢能发展，有57个城市出台了地方氢能产业发展专项规划，根据各省规划目标，到2025年全国将建成加氢站1002座，推广氢燃料车5.5万辆。
相较于纯电动汽车，燃料电池汽车的能量比较高，而且加氢时间、驾驶的舒适型可与燃油车媲美。而多年来，日本和韩国的汽车制造商一直在开发和推动氢燃料电池汽车，且走在前列。在国内市场，长城汽车、上汽、吉利、广汽等在这一领域也有所布局。
