谢和平的跨界冒险之旅
2023-07-10 08:00:46 41
“你看看这片海,多漂亮,是取之不尽的‘金矿’啊……”在深圳湾滨海长廊,看着夕阳的余晖洒在海面上,就像金子般闪耀着,谢和平不由得发出感慨。谢和平,中国工程院院士、四川大学原校长。2018年,63岁的谢和平卸任四川大学校长后,来到深圳大学任特聘教授,也是深大深地科学与绿色能源研究院院长。在深圳,谢和平一待就是5年,从陌生到熟悉,也逐渐爱上了这座城市。作为国内力学与能源工程领域专家,他把这段旅程定义为“再创业”。本期《先行》,让我们一起走进“六十归来仍少年”的谢和平,感受他在深圳“再创业”的跨界冒险之旅。
来深“再创业”,是深圳的海水给了灵感。初抵鹏城,准备大干一场的谢和平就在思考,来到深圳要研究的第一个研究课题内容。萦绕在心头的这个难题,是深圳滨海清澈的海水,给了他启发。“深圳的地面有取之不尽的海水,地下有取之不尽的地热,都可以转变为能源,所以我就在思考,海水能不能够直接制氢?” 谢和平向团队成员表达了自己的想法。谢和平长期研究岩体力学和煤燃料领域,海水制氢对他和他的团队来说,完全是一个陌生的新领域。这次的跨界尝试,将是一场大胆的冒险。尽管前路未知,但是整个团队都充满激情,一场“海水制氢”的冒险之旅即将拉开序幕。海洋是地球上最大的氢矿,向大海要水是未来氢能发展的重要方向,但复杂的海水成分导致海水制氢面临诸多难题与挑战。带着疑问,这天,谢和平和团队成员打算进行“海水制氢”的第一次实验。既然实验的主角是海水,第一步就是取水做电解实验。在实验室里,团队成员翟朔正在仔细分析海水成分。果然,结果和他预想的一样。“这里出现了很多黑色的杂质,这个杂质就是由于催化剂在长期运行中失活导致的。在大批量海水电解的过程中,析氢的同时还会伴随大量氯气的产生,使得制取的氢气不纯。” 翟朔说道。20世纪70年代初便有科学家提出,海水直接电解制氢的设想。在近半个世纪的研究中,大家普遍采用通过催化剂的方式电解海水制氢,但海水中复杂的成分会导致催化剂失活、隔膜堵塞等问题。为了攻克这一难题,团队内部进行了多次“头脑风暴”。作为导师的谢和平提出了一个大胆的假设:尝试不通过催化剂,采用物理力学的办法,把海水的水汽抽取过来,其他物质隔离开。然而,在尝试了几个路径后都无果。“当时我们做了很多实验,试了很多方法,但还是没有实质性的突破,对我们的打击还是挺大的。”团队内的一位实验员说。规模化的高效稳定海水直接电解制氢是一项世界性难题。看到团队成员纷纷气馁,谢和平为他们打气,“这是一场跨界研究,跨界也可以说是‘无知’,‘ 跨界无知’,我们反而就有胆量提出要求。”
“不耻最后”,失败中收获意外惊喜。不使用催化剂,还有其他方式吗?就在一筹莫展之际,团队另一个项目的实验,却给谢和平和团队的跨界研究,带来了意外之喜。当时,谢和平和团队还同步在开展国家基金委大科学仪器项目——深地“五保取芯”,这个实验要求在地下深部,通过膜的包裹,取出保压、保温、保质、保光、保湿的原位土壤。尽管这场实验的保质、保温、保光都100%达到了要求,但是一段时间后,水分就会挥发,水汽通过膜透了出来,实验宣告失败。看到水汽挥发了,谢和平和团队突然茅塞顿开:是否可以通过膜透气不透水的机理,来隔绝海水中的杂质离子?这就好像在海水电解过程中,安装了一个“漏斗”样的过滤器。上一个实验失败的原因,却刚好能够支撑“海水制氢“构想的要求,也为研究提供了一个新思路。随后,团队立马付诸行动,先做了一套小型设备,验证思路的可行性。实验室里又热火朝天了起来,新的思路和新的构想,让整个团队的士气大涨。在小型设备中,清晰可见海水在电解过程中,水会在压力差的作用下,以气体分子的形式,穿越膜里纳米级别的气体微观孔道,从而进入到电解装置里。“这真正意义上实现了海水当做纯净水来用,也是我们海水电解过程中非常重要的原理。” 翟朔开心地说道。试验成功了!
颠覆传统的研究,成功在京获大奖。验证思路可行后,团队马上将实验设备“加码”。倒水、电解、倒水、再电解……就这样,谢和平和团队成员们轮番进行了多次实验,海水潮湿的气味充斥在房间中,实验室的灯常常直到深夜都还亮着……。经过多日奋战,一套400升/时的海水电解制氢技术装备研制成功,它的容量更大、效率更高,采用的是物理力学与电化学相结合的全新思路,创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。“当我们电解海水的时候,电解装置里面是装满氢氧化钠电解溶液,随着电解进行,电解液浓度不断变高,这个时候,在气压差和浓度差的作用下,海水会以气体分子形式穿过自呼吸膜进到电解装置中再液化,这就相当于电解纯水,从而制取出氢气。”谢和平介绍道。目前,这套设备已在深圳湾海水中连续运行超3200小时,令人信服地从海水中实现了稳定和规模化制氢过程。“我太兴奋了!有种如释重负的感觉,有时候灵感爆发,就是一瞬间的事。”在实验室里,实验员开心地说道。向前沿发力,向科研进军。2022年11月,这项研究成果被发表在国际知名学术期刊《自然》上。业内专家高度评价称,谢和平和他的团队“完美地解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题,将打开低成本燃料生产的大门,有望推动变革走向更可持续的世界。”更为重要的是,这项技术,将有望打破现有电解水制氢必须向系统供给纯水的固有思维,可形成“海上风电再生资源——海水直接电解制氢”一体化工业模式的全链条式零碳氢能发展路径。3月17日,在北京举办的2022年度中国科学十大进展颁奖现场,谢和平和团队的“全新原理实现海水电解制氢”研究脱颖而出,成功入选,被誉为成功破解了“海水直接电解制氢”的世纪难题,开启无需纯水的制氢新时代。接过证书后,谢和平和团队成员相视而笑,在荣誉的背后,只有他们自己才知道这是多么的来之不易,其背后的意义又是多么地重要。“这次获奖与众不同,是我在深圳‘学术再创业’获的奖,这个成果对我和团队来说都非常重要。面对大湾区的能源问题,把海水资源转化为海水能源,为我们国际绿色能源——氢能开创了全新路径。”谢和平说道。“可以说,他走了一条跟以往都不同的一条路。”从事同一专业领域的中国科学院化学研究所研究员张建玲认为,该技术是真正意义上直接的海水电解制氢技术,而且能耗低、没有副反应,颠覆了以往传统电解水制氢中,必须需要用纯水的路径,也为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。
重客到访寻合作,海水制氢走向中试阶段。北京领奖归来,谢和平仍在不断复盘和总结,思考如何更好地将实验成果运用到实际中。于是,推动海水制氢科研成果迭代升级、走向产业化,成为他和团队未来的目标。“海上风电和海水制氢结合最合适,制化氢以后,我们再把固体储运对接上。”、“如果有现成的油气管道就可以把氢气输回来了,如果不行,就变成固态氢。”……这些天,研究院频有相关领域的企业到访,谢和平在电梯间,就迫不及待地介绍起了自己海水制氢的产业化构想。按照他的设想,这项技术可以通过海上风电等可再生能源,与海水直接电解制氢,形成一套一体化全新工业模式。此外,该原理也可以用于河水、湖水、工业废水等非常规水资源,实现非纯水的资源化、能源化双效利用。
听完介绍后,双方相谈甚欢,企业都表现出了浓厚的兴趣,合作一触即发……
六十归来仍少年,回归一线“再出发”。此次谢和平的“深圳再创业”之旅,从一开始“无知”的跨界设想,到尝试、失败、尝试、再失败,最终抵达成功的彼岸,正是应了那句谚语——锲而舍之,朽木不折;锲而不舍,金石可镂。如今,谢和平将更多精力投向了学术研究,他希望能带领一批有活力、有拼劲的年轻人,在这座朝气蓬勃的创新型城市,在科学研究的道路上不断勇攀高峰。用谢和平自己的话说:“六十归来仍少年”,在科技创新的路上永葆青春。“不耻最后”,即使慢,驰而不息,但一定可以达成所向往的目标。再次走在深圳美丽的滨海海岸线上,谢和平平静地望着大海,不由得想起了刚来深圳的光景。深圳的活力,就如同眼前波涛汹涌的海水,充满生命力。这场跨界的冒险,给了他底气,而这座城市,给了他信心。“不能‘吃老本’,回归一线,回归学术,为我们国家高水平科技自立自强发挥更大的作用。在深圳实实在‘学术再创业’的选择是正确的,在这里,能干出事来!”海平面上波光粼粼,望向远方的谢和平亦目光灼灼。
总部位于法国的绿色氢生产商Lhyfe和西班牙公司Capital Energy联手在西班牙和葡萄牙开发海上可再生氢项目。两家公司将致力于在Capital Energy目前正在开发的一些海上风电场地点开发氢气生产基地。通过在海上大规模生产绿色氢来促进向清洁能源过渡的巨大机会。通过海上电解生产氢氧化氢将最大限度地发挥海上风能的巨大潜力。
四川凉山州雷波县拉咪北风电场风电机组(含塔筒)采购开标,4家整机商入围。其中报价最低的是东方风电,报价19833.6万元,折合单位千瓦报价2754.67元;最高报价为金风科技,报价21664.8万元,折合单位千瓦报价3009元。在价格战激烈的背景下,风电机组价呈现回暖趋势,甚至罕见地冲上3000元。 项目位于四川省凉山州雷波县,总装机容量72MW,年上网电量约20488万kWh,拟安装18台单机容量不小于4.0MW的风电机组及对应数量的箱式变电站,配套建设35kV集电线路、220kV升压站改扩建等。首批6套于2023年6月20日前完成供货,2023年7月10日前完成剩余12套供货。
全国首例!中集太平洋海工顺利承接国外漂浮式海上风电基础结构项目 来源:@中国水运报 2023-06-22 08:00
近日,南通中集太平洋海洋工程有限公司(以下简称“中集太平洋海工”)与法国EOLINK S.A.S公司正式签订5MW海上漂浮式风电项目合同,此订单是国内首次承接海外的海上漂浮式风电项目。 5MW漂浮式海上风电结构样机长52米,宽52米,风机高度94米,总重约2000吨。该项目设计轻巧灵便,用一组薄的异形臂取代塔筒,从而减少30%以上的用钢量,减轻重量并大幅降低成本,同时平衡应力分布以减少疲劳。据悉项目将于2024年对风电场进行最终调试,并在法国SEM-REV试验场正式投入使用。 据悉,全球大部分风资源位于水深超过60米的海域,深远海的区域面积大、风资源好,可开发潜力大。海上风电与陆上风电相比,可以提供风速更大、更为稳定的电力来源。但是水深越大,固定式海上风机基础的材料用量越多,且施工难度也会提升,一般认为,当水深超过60m,漂浮式较固定式更为适用。因此,漂浮式风力发电设备对于海上风电的发展至关重要。该样机基础结构合同的签署标志着中集太平洋海工与Eolink公司在海上漂浮式风电技术领域的合作,迈出了进军“深海时代”的关键一步。后续双方将携手推动漂浮式技术发展创新,探索互利共赢与可持续的合作模式,深化中法海上风电务实合作,助力全球能源零碳转型。
谢和平院士:煤炭开发利用有望实现“自身碳中和” 发布日期:2023-06-21·中国能源网任世华 6月21日,在新疆乌鲁木齐召开的第二十二届全国科学采矿与矿压理论会议上,中国工程院谢和平院士首次提出“负碳高效充填开采”全新技术构想,构建了负碳矸石快速高效胶结高孔隙混合物充填体、多面并采的负碳高效充填开采技术与工艺等全新理念与技术方案路径,构建了基于CO2、矸石与快速胶结剂混合物“CGIF”充填体的“近零生态损害、近零冲击地压及负碳开采”的矿山充填全新技术体系,可望在全球率先形成“煤炭负碳开采、低碳利用”的煤炭开发利用全过程“自身就实现碳中和”的新格局。 矿山安全高效低碳开采是永恒的主题,当前仍面临一系列挑战。煤炭开采过程中如何实现近零冲击地压发生的安全开采?如何实现近零生态损害以及低碳、零碳、负碳的绿色开采?一直是全球采矿界的热点和难点。破解这些难题,谢和平院士提出的负碳高效充填开采全新理念和技术体系是实现千米深井和千万吨产能矿井高效开采(“两个一千”),同时保障“近零生态损害和近零冲击地压”(“两个近零”)唯一根本途径。 我国目前的充填开采技术推广还存在很多阻力和难处,主要挑战是:充填作业影响采煤速度、影响出煤量、影响煤炭生产效益;充填材料不够,大规模充填开采所需矸石量严重不足;充填作业成本高;也不能实现低碳、零碳、负碳的绿色开采要求。为此,谢和平院士提出“负碳高效充填开采”全新技术构想,及实现“两个一千、两个近零、一个负碳(负碳开采)、两个解放(生态薄弱区煤炭资源解放、冲击危险地区煤炭资源解放)”的技术路线和战略目标,构建出了“近零生态损害、近零冲击地压及负碳煤炭开采”的矿山充填4大全新技术体系: 一是研究攻关矸石快速高效胶结高孔隙充填体,破解大规模充填开采充填材料不足的难题。采用复杂系统科学方法,精确描述复杂结构力学系统中的应力、位移和变形,建立数学模型。采用分形几何方法,定量表征三维高孔隙材料几何拓扑结构,研究出新型高孔隙度矸石-胶体复合材料,实现充填材料低密度、高孔隙率框架式承载,高孔隙充填体矸石用量将减少20%~40%,力学强度与密实充填体相当。 二是研究攻关负碳矸石快速高效胶结高孔隙混合物“GCIF”充填体,破解大规模CO2封存固化的负碳开采难题。高孔隙材料用于储氢储能是国际科研热点,据SCIENCE报道利用化学原理设计了原子排列十分精确的多孔材料(金属有机框架化合物MOF),1克材料可以铺满1.3个足球场。如果我们以常态或超临界的CO2作为气体或液体,与矸石快速高效胶结高孔隙充填体来构建CO2与矸石及快速胶结剂混合物“CGIF(CO2GangueInorganicFramework)”,这样就形成一个全新的混合充填体理念,既能快速高孔隙低密度强力充填,又能大规模固化CO2,其中CO2还能起到支撑承压作用;是一个负碳高效充填开采全新的技术路径,可望在全球率先创造煤炭负碳开采、低碳利用,在煤炭开发利用全过程自身实现碳中和新路径。 三是研究攻关快速粘凝胶结材料,破解矿山充填开采影响开采速度的难题。研究快速胶凝作用机理,在胶结材料中添加无机类早强剂/纳米晶体材料,提供更多形核点位,降低凝胶成核势垒,极大提高水化凝固反应速率;引入扰动场加速分子反应速度,添加交联剂促进聚合反应,攻克胶体凝胶化的分子动力学调控方法,最终开发出粘结强度高、固化速度快、固结强度大的快速粘凝胶结材料。 四是研究攻关多面并采的负碳高效充填开采技术与工艺,破解矿山充填开采影响煤炭产能的难题。攻关新型充填开采技术,创新负碳高效胶结高孔隙充填体工艺方法,来提高单面充填开采产能(100~500万t/a)。在此基础上,构建实施2~3个工作面同时并采的技术方案思路,就可实现千万吨级矿井负碳高效充填开采。同时探索攻关单层采区多面并采和立体空间多面并采的负碳高效开采工艺和相应的负碳高效充填技术及装备,突破充填开采影响煤炭生产效率的瓶颈,可望实现千万吨级以上产能的矿山负碳高效充填开采。 常规充填开采技术 多面并采的负碳高效充填开采技术 该技术体系颠覆性地实现了煤炭负碳开采。如果在此基础上,能够实现清洁煤电的低碳利用,就有望使煤炭开发利用全过程自身实现碳中和。
2022年11月18日,第二十四届深圳高交会现场,深圳清华大学研究院携海水电解制氢设备等多项科研成果亮相。此科技可以将海水软化之后直接进行电解,不需要先纯化海水,达到氢、氧、盐三连产的效果。本次高交会上他们带来的是十千瓦的海水电解质氢设备,据悉,深圳清华大学研究院将为深圳企业制造世界首台五百千瓦电解制氢设备。
【海上绿氢咋上岸,管道建设很关键】日期:2023-06-24来源:中国能源报作者:李玲
近日,我国海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试在福建兴化湾海上风电场获得成功,验证了海上风电无淡化直接制氢抗海洋环境干扰的可行性。 海洋是地球上最大的氢矿,向大海要水是未来氢能发展的重要方向,采用绿色电力电解水制氢是获取零碳能源的重要途径。当前,我国海上风电技术发展迅速,随着海上风电直接电解海水制氢技术实现突破,绿氢发展也将迎来更多可能。其中,海上绿氢如何送上岸,成为关键一环。 海水电解制氢获突破 据记者了解,上述海上风电无淡化海水原位直接电解制氢中试由深圳大学/四川大学谢和平院士团队与东方电气集团联合开展,于今年5月中下旬在福建兴化湾海上风电场进行,使用联合研制的全球首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台“东福一号”,集成原位制氢、智慧能源转换管理、安全检测控制、装卸升降等系统于一体,在经受8级大风、1米高海浪、暴雨等海洋环境的考验后,连续稳定运行超过240小时。 中国工程院院士谢和平表示,海水无淡化原位直接电解制氢技术在原理上跳出了传统化学的范畴,通过蒸汽压差的物理力学驱动,全部隔开海水中的90多种复杂元素及微生物对电解水制氢的影响,打破了世界上原本需要依靠纯水制氢的传统模式。通过取之不尽的海水资源直接制氢,并结合海上风力发电技术,未来将改变全球能源开发路径。 国家能源局数据显示,今年一季度,全国风电新增并网容量1040万千瓦,其中陆上风电989万千瓦,海上风电51万千瓦。截至一季度末,全国风电累计装机达3.76亿千瓦,同比增长11.8%,其中陆上风电3.45亿千瓦,海上风电3089万千瓦。 海上风电广阔的前景为海水制氢带来巨大发展空间。据不完全统计,目前已出炉的沿海省(区、市)海上风电近远景规划已超150GW,其中“十四五”规划近60GW。 从送电上岸到输氢上岸 当前海上风电的主要利用方式是将获得的电能通过海上电缆输送上岸,再经陆地电网输送电能给用户,或者在陆地工厂制氢后输送给用户。海上风电直接电解海水制氢技术取得的新突破,为绿氢发展提供了新思路。 “目前看,欧洲在这方面有很多尝试,海上绿电直接制氢,然后用管道把氢输送到陆地使用。从国外实践看,相比将电集中输送到陆地再制氢,这种方式更加经济,总成本也更低。”原北京塑料集团公司总工程师吴念告诉记者,“其中的关键是适用于海上输氢的柔性增强塑料管道(FCP),这是非常特殊的产品,其复合有纤维增强层,可以兼具柔性和强度。” 值得注意的是,近年各国都在探索发展海上制氢新技术,以及海上制氢后用管道输氢上岸的新系统。例如,国际著名工程咨询公司AFRA最近发布了对德国在建风电制氢工程AquaDuctus 采用“海上制氢—管道输氢上岸”方案和采用“电缆输电上岸再制氢”方案对比的分析论证,结论是前一种方案更快、更经济且风险更少,系统成本低60亿欧元,生产氢气成本低15%。 “可以肯定,海上制氢-管道输氢上岸技术方案将成为今后氢经济的优选,这就为输氢管道开辟了一个巨大的新市场空间——海上输氢管道。”原北京第二轻工业局总工程师张玉川指出,海上长途高压管道输氢不可能采用难以制造成连续长管又易腐蚀的钢管,需要采用在海上油气产业中已经发展成熟的FCP。所以,在海洋工程领域有影响力的挪威船级社近年已经组织多国合作,共同探讨制定输氢高压柔性增强塑料管FCP的技术规范。 海上管道具备应用基础 公开信息显示,国际上早先耐高压的柔性抗腐增强塑料管FCP专为海洋石油天然气开采研制,而且为满足油气产业的多种要求发展了系统的专门技术,并积累了在海洋环境下安全输送可燃性气的经验。 “现在,为了满足将海上大量绿氢输送上岸的需要,业内开始将FCP技术应用到海上长途输送氢领域。因为国际上已有海洋油气产业生产和应用FCP的经验,海上输氢管道所需耐高压抗腐蚀的柔性复合连续长管FCP也已在海上油气产业中发展成熟。所以,基于海上输送天然气的技术经验和基础,海上输氢产业可以实现很快发展。”张玉川表示。 据张玉川介绍,国际领先的开发海上输氢FCP企业荷兰斯特罗姆(Strohm)就是原生产海上油气产业用FCP的先驱者Airborne。 值得注意的是,我国在海上管道领域已有一定基础。例如,从开发到生产大量油气都要通过海中管道输送,其中部分是金属管,部分是柔性FCP。改革开放以来我国经济发展突飞猛进,石油天然气产业的大发展带动了海中管道的更新升级。 “我国塑料管道业早有海上应用,如有压或无压的输水、输气和排水管道,但没有海上高压输氢管道。”吴念表示,“海上输氢管道发展还没有引起我国管道业的足够重视,也没有制定相应发展规划,这与我国海上风电迅猛发展对海上输氢管道的巨大需求形成突出差距。建议国家出台相关政策,加快推动海上输氢管道相关技术研发和规范建设。”
6月23日,东方风电自主研制的首台13兆瓦永磁直驱风电机组完成吊装,标志着平潭外海风电项目机组吊装工作圆满完成。 平潭外海风电项目位于福建长乐东部海域,场址距离长乐海岸线32-40千米处,水深39-44米,安装东方风电自主研制的5台10兆瓦、1台13兆瓦海上风电机组。13兆瓦海上风电机组轮毂中心距离海平面高134米,由国内首艘第四代自升自航式风电安装平台“白鹤滩”号实施吊装,机组叶轮直径211米,单支叶片长103米,采用单叶片安装,其中最后一支叶片采用斜30度斜插法安装。 受到海域季风影响,海上作业窗口期短,13兆瓦海上风电机组安装面临诸多挑战,东方风电项目团队,从质量、安全、进度等方面统筹,制定细致方案,成立党员攻关队、青年突击队,强化过程管控,抢抓作业窗口期,争分夺秒、高效推进,圆满完成机组吊装工作,为下阶段该系列机组批量吊装奠定了坚实基础。
2020年11月17日,法马通与东方电气集团东方锅炉签署了PEM纯水电解制氢产业化合作相关协议。
2020年11月17日,法马通与东方电气集团东方锅炉签署了PEM纯水电解制氢产业化合作相关协议。
a:典型的海水电解系统示意图;b:水净化迁移过程中基于液气液相相移的迁移机理及其驱动力
2023年6月27日【刘泰生:海水直接电解水制氢突破,成本降至0.3元/立方米】
作者观察者网
330亿!5万吨绿氢!全球最大新能源PEM制氢项目签约!
6月27日上午,由中国电建昆明院、融科氢能源有限公司共同投资330多亿元、年产5万吨绿氢暨氢能装备制造产业项目签约仪式在内蒙乌兰察布丰镇市举行。这次签约活动最具独特意义的是以PEM技术制氢,且制氢规模巨大。在以往的技术路线中,通常被认为碱式制氢在国内成本更低廉,适合大规模制氢,但是显然随着PEM制氢技术越来越成熟,已经出现了超大型规模的PEM制氢项目。这次丰镇项目就是一个新的开端。裴普成在报告中指出,中国氢燃料电池技术在国家大力支持下,取得了突飞猛进的发展,中国已经与国外技术处于同一水平。他认为中国PEM制氢技术很快会引领世界,此次项目的签约就是世界最大规模的PEM制氢项目,将会积极推动氢能产业的发展。
【海水制氢引关注!哪种海水制氢方式切实可行?】这一理论的关键是将基于自驱动相变机制的原味水净化工艺集成到海水电解中。通过物理力学与电化学的结合,建立相变迁移驱动的海水直接制氢理论模型,其中应用疏水多孔聚四氟乙烯防水透气膜作为气路界面,采用浓氢氧化钾溶液作为自阻尼电解质。运行过程中海水侧和电解质侧的水蒸气压力差导致海水自发蒸发,以水蒸气的形式通过薄膜扩散到电解质侧,晶电解质吸收后重新液化。在过程中从海水原位生成纯水进行电解,当水的迁移速率等于电解速率时,海水和电解质之间建立新的热力学平衡,通过“液-气-液”的机制实现连续稳定的水转移,为电解提供淡水。简单来说就是通过蒸汽压差的物理力学驱动,来隔开海水中复杂元素及微生物对电解制氢的影响。
【制氢成本低至1.54元/Nm3!耦合绿氢帮石化成为零碳行业】
202307/03 来源:界面新闻 【东方锅炉亮相西博会 自主国产化兆瓦级制氢储能发电系统8月诞生】据东方锅炉股份有限公司消息,中国东方电气集团有限公司下属核心企业东方锅炉,携纯水制氢技术亮相第十九届中国西部国际博览会。 东方电气集团东方锅炉股份有限公司党委书记、董事长林光平向界面四川示,“十四五”期间,东方电气投入10多亿元着力发展氢能产业,目前已实现纯水制氢装备的批量化,在储运氢方面,重点推进高压储氢、固态储氢等技术,氢发电方面也做到国内示范的前列,建成了国内的首个储氢发电系统。自主国产化的高效的兆瓦级的制氢储能发电系统将在8月诞生。在未来,希望东方电气的全产业链的技术能够为国家的双碳目标的实现做出贡献。
德国科技巨头西门子和荷兰啤酒制造商喜力成立新的合资公司,该公司旨在引领欧洲化肥工业低碳转型。先开始的是西班牙的FertigHy公司,每年将生产100万吨绿氢和可再生能源。 这将能满足欧盟9%的氨基化肥需求。自俄乌战争以来,欧盟天然气价格飙升。欧盟成员国同意到2030年工业用氢(包括氨生产用氢)有42.5%必须来自可再生能源。喜力的目标是到2040年实现大麦和其他用于酿造作物的脱碳种植,需求方投资人InVivo则向38个国家的30万农民购买并分销化肥。该公司120亿欧元(合130亿美元)的营业额中有很大一部分来自法国。
【[中国知识产权报]自主创新激起碧波万“氢”】携手布局专利有妙招 “去年9月,我们就关注到了谢和平院士团队的创新成果。10月,我们与该团队进行了深入的沟通交流。”东福研究院副总经理胡小勇介绍,“去年12月16日,我们便与该团队签署协议,开展该成果联合创新,并推进知识产权转化与产业化工作。在合作期间,只有我们双方可以共享专利等知识产权成果。” 胡小勇介绍,东福研究院与谢和平院士团队在合作初期就开展了专利等知识产权布局。从海上小试开始,东福研究院的知识产权专员全程跟进专利等知识产权进展。目前,双方正在系统全面地分析国内外专利及技术路线,确定自主知识产权技术路线及研发技术,进一步制定海水制氢产品发展规划。 “对于‘东福一号’,我们打算在布局核心专利的基础上,继续完善防御性的专利,形成完整的专利包,而知识产权管理体系的完善是保障我们进行专利布局的基础。”胡小勇表示,东福研究院不断构建知识产权管理体系,形成了知识产权管理办法、知识产权奖励办法等相关制度。 为进一步有效激励科技创新,双方还正在制定基于知识产权的收益分享方案。胡小勇介绍,在项目实施时,双方会分阶段确定科研人员对项目的贡献。当项目结题时,双方及时确定每一位科研人员的贡献及其在整个项目团队中的贡献程度,根据鉴定与确权情况,为后续产业化发展与公司孵化阶段的知识产权作价入股做好准备。此外,对于知识产权转化收益,除了当期奖励外,双方还建立了项目分红等中长期激励措施,激励科研人员做好知识产权保护工作。
绿电制氢成果终落地
有了创新成果,进行了知识产权布局,成果落地应用的进程也在同步推进。今年以来,谢和平院士团队与东福研究院联合研发出了“东福一号”,决心在真实海洋环境下验证成果的可行性与实用性。 尽管团队前期在实验室中已经做了充分的测试,但如今到了海上,温度、海风、海浪等因素都会时刻变动。怎样过滤海水中的微生物等物质?怎样保障“东福一号”在海上保持稳定?……这些问题一直在刘泰生的脑中盘旋,促使他带领团队不断在实践过程中攻坚克难。 谈及海上中试的过程,刘泰生对“东福一号”接入海上风电记忆犹新。“5月17日,在福建省兴化湾的海上风电场,我们的成果通过线缆接入海上风电,真正开始了绿电制氢。”刘泰生说,海上风电会产生波动很大的交流电,团队需要将其转化为稳定的直流电,还要做好断电等意外工况发生的准备。为此,团队在“东福一号”上集成了原位制氢、智慧能源转换管理、安全检测控制等系统,从而确保海上风电高效稳定地制氢。 “在‘东福一号’上,我们已经提交了‘海水无淡化原位直接电解制氢方法、装置及系统’等6件专利申请。”刘泰生介绍,此次海上中试的成果已通过四川省产品质量监督检验检测院检测,检测数据表明:此次海上中试制氢规模达到并超出设计值;电解能耗为5千瓦时每标方氢气;在3级至8级海风、0.3米至0.9米浪高的真实海洋环境下连续稳定运行10天后,海水杂质离子阻隔率仍然高达99.99%以上(与纯净水直接电解制氢效果相当),稳定性良好。 “此次海上中试的成功,标志着海水直接电解制氢在产业化进程上跨出了一大步,迈入到了海水直接电解制氢新时代。”刘泰生表示,该技术的推广应用将有望开辟集海上风电等可再生能源、海水资源利用、氢能生产于一体的全新海洋绿氢工业体系,将更多“海水资源”转化为“海水能源”,为零碳供能提供中国方案。
本文作者可以追加内容哦 !