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在全球努力向清潔能源轉(zhuǎn)型的大背景下，通過PEM（質(zhì)子交換膜）電解水制氫，是一種高效清潔的制氫方式，被視為未來能源的重要方向。但這個“水變氫”的魔法一直有個大難題：制造過程中要用到昂貴的貴金屬做催化劑，成本占比超過40%，就像給魔法加了一道昂貴的“咒語”，導(dǎo)致氫氣生產(chǎn)成本居高不下，沒法大規(guī)模推廣。

近日，深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)“氫啟未來”團隊攜手廣東環(huán)華氫能科技有限公司，突破PEM催化劑國產(chǎn)化瓶頸，成功實現(xiàn)貴金屬用量降80%、壽命突破8000小時的雙重突破。

這項技術(shù)有多厲害？它把制造催化劑要用的昂貴貴金屬用量減少了80%：就像以前做蛋糕要放很多貴價奶油，現(xiàn)在只用一點點就能做出同樣美味的蛋糕。而且催化劑的使用壽命從原來的4000小時延長到了8000小時，相當于一輛車的使用壽命翻倍，更加耐用了。更驚喜的是，這種催化劑的用量只有原來的十分之一，性能卻和以前一樣好，真正做到了“少用料，辦大事”。

這項成果可不是一朝一夕完成的。前期，深職大“氫啟未來”團隊聯(lián)合環(huán)華氫能、松山湖材料實驗室、中科匯智等多方力量，在劉應(yīng)書院士指導(dǎo)下，經(jīng)過無數(shù)次試驗，終于找到了3個“秘密武器”：一是用普通的釕、鈷材料代替了大部分昂貴的銥等貴金屬，成本大幅降低；二是把催化劑做成了像蜂窩一樣多孔的立體結(jié)構(gòu)，這樣就能讓反應(yīng)更充分，效率大大提升；三是給催化劑表面加了一層“防護罩”，就像給手機貼上了保護膜，讓它更耐損耗，使用壽命更長。廣東環(huán)華氫能科技有限公司總經(jīng)理鄧亮在測試了多批樣品后興奮地說：“深職大團隊的這個技術(shù)，完美解決了我們一直頭疼的催化劑性能下降問題，和我們下一代產(chǎn)品的研發(fā)需求簡直是‘天作之合’！”

環(huán)華氫能的硬核實力也為這項技術(shù)的落地提供了保障。他們的生產(chǎn)設(shè)備精度極高，智能生產(chǎn)系統(tǒng)同時監(jiān)控32項生產(chǎn)參數(shù)，保證每一批產(chǎn)品的質(zhì)量都穩(wěn)定可靠；還有完整的質(zhì)量追溯系統(tǒng)，從原材料到成品，每一個環(huán)節(jié)都能精準追蹤，讓產(chǎn)品質(zhì)量看得見、摸得著。在現(xiàn)場模擬測試中，“粵氫一號”的各項表現(xiàn)都達到了商用標準。鄧亮信心滿滿地表示：“憑借我們的量產(chǎn)經(jīng)驗，一定能幫團隊解決生產(chǎn)中的難題，讓這種催化劑的成本再降低40%！”

這項技術(shù)突破意義重大。從經(jīng)濟角度看，一旦實現(xiàn)量產(chǎn)，制氫設(shè)備的成本能降低35%，綠氫的生產(chǎn)成本也能從每公斤55元降到25元，這意味著以后用氫能源開車、發(fā)電，成本會大大降低，普通老百姓也能用得起。從產(chǎn)能規(guī)劃看，到2028年，每年能生產(chǎn)2噸這樣的催化劑，足夠供應(yīng)500臺大型制氫設(shè)備，推動氫能源在交通、儲能等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從戰(zhàn)略層面看，這項技術(shù)讓我國在氫能核心材料領(lǐng)域站在了世界前列，打破了國外PEM電解水制氫催化劑技術(shù)壟斷，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻了“中國智慧”。

（學(xué)校供圖）