本網訊  “加入一種含銫元素的新材料，可使固體氧化物電解水制氫的產氫速率較傳統電解水制氫技術得到較大提升”。紫金礦業劉瑛博士針對電解水制氫“電能消耗高、制氫成本高”，制約有著“終極能源”之稱的氫能加快推廣應用的問題，提出了新的解決方案。

9月14日，國際能源學類頂級期刊、美國化學學會旗下雜志《ACS Energy Letters》，發表了該項以劉瑛博士、陳宇教授等為聯合通訊作者的研究成果，認為達到國際領先水平，有望為氫能高效低能耗制取提供新路徑。

中國能源現狀是“富煤、缺油、少氣”，可再生能源資源豐富。國家發改委2022年發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》將氫能確定為國家能源體系的重要組成部分和實現綠色低碳轉型的重要載體。

電解水制氫是一種清潔的制氫技術和儲能形式，但由于電能消耗高、制氫成本高等原因，使用占比僅為1%。如何降低電解水制氫成本，是行業面臨的一大挑戰，也是真正實現能源零碳轉型的關鍵。

減少化石能源使用是應對全球氣候變化的當務之急。

面對人類可持續發展面臨的威脅，近年來，紫金礦業把“為人類美好生活提供低碳礦物原料”作為公司使命，加大力度培育新能源新材料產業增長極，形成了一批國際先進、打破壟斷、填補空白的關鍵技術。鋰礦方面，公司在青藏高原上的拉果錯鋰鹽湖，突破了達到國際領先水平的提鋰技術，首次實現了基于離子篩吸附劑的短流程綠色鹽湖提鋰。清潔能源方面，與福州大學合作成立福大紫金氫能公司，在氨氫能源技術研發和產業化應用方面取得重大突破并逐步走向市場，累計獲得專利授權34項。

為加快形成新能源新材料的核心競爭力，紫金礦業加大學科帶頭人引進力度，劉瑛博士畢業于美國佐治亞理工學院，曾在多家世界500強企業長期從事新能源科研管理工作，是固體電化學和氫能領域頂尖的青年專家。2022年底，他加盟紫金任職長沙新能源科技公司總經理，隨即謀劃著將紫金的銣、銫等資源優勢應用到新能源領域。

2023年1月，劉瑛博士在一次交流中提議，銣、銫具有很強的化學活性和優異的光電效應性能，在電解水制氫中或許能發揮作用。經與華南理工大學陳宇教授團隊溝通，雙方達成合作共識。作為項目主要負責人，劉瑛主持項目選題和監管，并深度參與到實驗結果討論、論文撰寫和專利申報之中。

經過反復比對、嘗試摸索，項目團隊合成了全新化合物。實驗發現，銫摻雜新電極材料具有非常高的電化學反應活性，使得電解過程在中低溫環境下運行成為可能，極大提高了電解制氫的電化學性能和穩定性，從而大幅度降低運行成本。

劉瑛博士表示，“傳統電解制氫技術如堿性和質子膜電解池普遍的電流密度為0.5-1.5安培每平方厘米，但此次試驗成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望顯著降低電解池材料和生產成本，延長使用壽命，為加快氫能高效制取提供極大助力，同時，紫金礦業于2022年6月收購湘源硬巖鋰多金屬礦，該礦伴生氧化銣49萬噸，氧化銫8000噸。據可靠測算，該研究成果若取得廣泛應用，將消耗300-500噸銫，有效解決銣、銫小金屬資源利用問題。”

據了解，后續，紫金長沙新能源科技公司將繼續推進成果的中試和產業化。同時，研究人員也正在研究銣元素在電解水制氫中的試驗情況，以及銣、銫在鈣鈦礦太陽能電池中的應用情況。

編輯：林淑蘭  審核：魏亞霖  總編：汪潔