绿氢高效制取及存储的研究主要使用可再生能源(生物质、光热、电解水)制取氢气并通过储氢罐或燃料电池、超级电容器等进行存储和使用。目前研究重点集中于质子交换膜电解水制氢化学反应与能源转化效率优化、MgH2水解制氢机理与性能强化及碳基超级电容器储能优化等方面。


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研究重点

研究进展

1

PEM电解池化学反应与能源转化效率的优化

拟针对PEM电解池内阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应(HER),阐明催化剂物化参数变化对中间反应及氢气和氧气生成的影响机制,为替代贵金属催化剂类型和用量提供理论依据。

2

MgH2水解制氢机理及性能强化

针对可回收添加剂的水解制氢体系,目前正在研究利用磁性金属氧化物作为添加剂提升MgH2的水解制氢性能,重点关注复合制氢材料水解过程中的结构演变与产氢性能。

3


碳基超级电容器储能性能的优化


针对低成本高电容的超级电容器,完成实验台架的设计及搭建后,进行优化生物炭、MOFs等碳材料的孔隙分布以及改善电化学性能的实验研究。

4

光热协同制氢技术

最佳反应工况及催化剂掺杂改性实验研究;纯氧化铈及金属掺杂后光热循环机理的量子化学计算


代表性成果:

1. Yang Zhang, Xun Gong*, Biao Zhang, Wenqiang Liu, Minghou Xu*, Potassium catalytic hydrogen production in sorption enhanced gasification of biomass with steam. International journal of hydrogen energy 2014. 39(9), 4234-4243.

1. 可再生能源科技竞赛全国二等奖:耦合电解水循环和燃料电池的太阳能两步热化学循环制氢产电系统

2. 温昶,阳威,石学强,孟桓如,刘天雨,秦效东,秦龙,徐明厚. 两步式热化学循环分解水进行制氢和产电的方法及系统;专利号:202011134841.3


可再生能源制氢及利用的技术路线图


氢能-氨能联合利用技术路线图