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海水大規模制氫新視角 “海洋綠能”利用或將擴大
2021年12月09日 13:57:32
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：8229
近日，天津大學教授朱勝利團隊和南開大學教授程方益團隊合作，發表在《先進功能材料》上的論文，提出一種高活性、低成本，在工業級電流密度下依然具有良好催化穩定性的催化劑——碳摻雜納米孔磷化鈷(C-Co2P)，為海水電解大規模制氫提供了新視角。
【化工儀器網 項目成果】大海廣闊無垠，資源豐富，不僅蘊藏著豐富的礦產和魚類資源，更有取之不盡，用之不竭的海洋能源。海洋能源通常指是用潮汐、波浪、海流、溫度差、鹽度差等方式表達的動能、勢能、熱能、物理化學能等能源，即潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能及鹽度差能等。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質能等。海洋能是一種具有巨大能量的可再生能源，而且清潔無污染，在綠色環保可持續發展的理念下，海洋能源是當下研究和重點發展的清潔能源之一。
在世界各國宏觀政策的支持和外部環境的推動及資金的扶持下，海洋能源經過多年的科研與試驗、開發與利用，已具備了一定的技術水平和生產基礎，但是仍存在著利用率不夠充分的問題。
2021年十月，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，聚焦2030年前碳達峰目標，對推進碳達峰工作作出總體部署。方案中提出了非化石能源消費比重、能源利用效率提升、二氧化碳排放強度降低等主要目標，要求“集中力量開展低成本可再生能源制氫等技術創新”“加快氫能技術研發和示范應用，探索在工業、交通運輸、建筑等領域規模化應用”。
近日，天津大學教授朱勝利團隊和南開大學教授程方益團隊合作，發表在《先進功能材料》上的論文，提出一種高活性、低成本，在工業級電流密度下依然具有良好催化穩定性的催化劑——碳摻雜納米孔磷化鈷(C-Co2P)，為海水電解大規模制氫提供了新視角。
氫能密度高、能量轉換效率優異且沒有污染，是公認的清潔能源，是應對環境和能源問題的理想燃料。當前，全球90%以上的氫氣都由碳基能源制取(煤制氫、天然氣制氫)。如果能通過與清潔電能耦合，實現電解水制氫，那么對于對于進一步降低碳排放，是非常有利的。考慮到淡水資源短缺的問題，海水制氫有重要意義。
天津大學教授朱勝利團隊和南開大學教授程方益團隊制備的催化劑具有較高的電催化析氫催化活性，在模擬海水的條件下，能夠在較小的析氫過電位時，獲得較大的產氫電流，表現出良好的大電流密度穩定性，比商用的鉑基貴金屬(Pt/C)催化劑具有更高的催化活性。
天津大學教授朱勝利表示，“目前這種催化劑還處于實驗室開發階段，后續我們會將這種催化劑與電解水器件進行適配，尋求工業化應用。”
相關論文
Electronic Structure Modulation of Nanoporous Cobalt Phosphide by Carbon Doping for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction
Wence Xu,Guilan Fan,Shengli Zhu,Yanqin Liang,Zhenduo Cui,Zhaoyang Li,Hui Jiang,Shuilin Wu,Fangyi Cheng
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