中国科学院上海硅酸盐研究所(以下简称“上海硅酸盐所”)成功召开上海市科技支撑碳达峰碳中和专项——“基于非贵金属催化剂的可再生能源PEM制氢加氢系统关键技术研究及示范”项目启动会。这标志着上海市在推动绿色氢能技术自主研发与示范应用方面迈出了坚实一步,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供了重要的科技支撑。
该项目紧密围绕国家“双碳”战略目标,旨在攻克质子交换膜(PEM)电解水制氢技术中的核心瓶颈。当前,PEM制氢技术因其响应速度快、氢气纯度高、易于与波动性可再生能源耦合等优点,被视为未来绿氢生产的主流技术路线之一。其大规模商业化的主要障碍在于电解槽阳极析氧反应(OER)高度依赖稀缺且昂贵的贵金属(如铱)催化剂,导致设备成本高昂。
本项目的研究重点,正是聚焦于开发高效、稳定、低成本的“非贵金属催化剂”,以期替代或大幅减少贵金属用量。项目团队将依托上海硅酸盐所在无机非金属材料、能源材料等领域的深厚积累,从催化剂材料设计、膜电极结构优化、电堆集成到系统耦合进行全链条创新。核心技术攻关内容包括:探索基于过渡金属(如铁、钴、镍)的氧化物、氮化物、磷化物等新型催化剂体系;研究其在高酸性、高电位工作环境下的活性和长效稳定性机理;开发与之匹配的高性能膜电极制备工艺;并最终集成构建一套与可再生能源(如光伏、风电)直接耦合的PEM制氢加氢示范系统。
启动会上,项目负责人详细汇报了项目的总体目标、技术路线、研究计划和预期成果。与会专家来自高校、科研院所及产业界,他们对项目的立项意义和创新性给予了高度肯定,并就非贵金属催化剂的活性位点设计、示范系统的运行效率与经济性评价、以及与可再生能源波动的智能匹配控制等关键问题展开了深入讨论,提出了宝贵的建议。
项目的成功实施,预期将取得一系列具有自主知识产权的关键技术突破,包括高性能非贵金属催化剂材料、低贵金属载量或非贵金属膜电极、以及高效智能的PEM制氢加氢一体化系统。其示范运行不仅将为上海市乃至全国的加氢站提供一种前沿的、低碳的现场制氢解决方案,验证技术路线的可行性,更重要的是,通过降低对贵金属资源的依赖,有望显著降低绿氢的生产成本,从而大力推动氢能在交通、储能、工业等领域的规模化应用,为能源结构的深度脱碳注入强劲动力。
此次启动会的召开,正式吹响了上海硅酸盐所协同创新力量、攻坚绿色氢能核心技术的号角。作为能源科学技术研究服务国家战略的重要实践,该项目的研究成果将为中国实现“碳达峰、碳中和”目标提供关键的技术路径和坚实的科学基础,彰显了国家级科研机构在引领能源科技革命中的使命与担当。