加入一種含10%銫元素的新材料,，可使固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率提升至傳統(tǒng)電解水制氫技術(shù)的2-3倍,，達到國際領(lǐng)先水平，這是紫金礦業(yè)近日取得的一項技術(shù)突破,，有望為氫能高效制取提供新路徑,。
該研究成果由紫金礦業(yè)與華南理工大學等聯(lián)合取得，于9月14日發(fā)表在國際能源學類頂級期刊,、美國化學學會旗下雜志《ACS Energy Letters》,。
中國能源現(xiàn)狀是“富煤、缺油,、少氣”,，可再生能源資源豐富。如何將不穩(wěn)定,、受氣候變化影響的可再生能源儲存起來,，需要時再轉(zhuǎn)化為電能，可循環(huán)使用,、能量密度達汽油3倍的氫能成為了其中關(guān)鍵的中間能源,。
國家發(fā)改委2022年發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)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(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。
如今，氫燃料電池客車,、加氫站等氫能利用正逐步走進人們的生活,，但目前利用最多的仍是釋放溫室氣體的化石能源制氫，仍需大力發(fā)展清潔低碳的氫能產(chǎn)業(yè),。
利用電能將水分解,，就得到了氫氣和氧氣，電解水制氫是一種最為清潔的制氫技術(shù)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(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)，也是真正實現(xiàn)能源零碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,。
經(jīng)過反復比對,、嘗試摸索,，項目組研究人員合成了含有10%銫等五種元素的全新化合物PrBa0.9Cs0.1Co2O6-δ,。實驗發(fā)現(xiàn)，摻雜這一新材料后,，極大提高了電解制氫的電化學性能和穩(wěn)定性,，在650℃、1.3伏,，電解水制氫模式下,，電流密度高達2.85安培每平方厘米。
本研究項目發(fā)明的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(huán)境下運行成為可能,，從而大幅度降低材料和運行成本。
紫金礦業(yè)長沙新能源科技公司該項目研究小組負責人表示,，“傳統(tǒng)電解制氫技術(shù)目前普遍的電流密度為1安培每平方厘米左右,，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(chǎn)成本,，延長使用壽命,，為加快氫能高效制取提供極大助力?！?/span>
這一研究成果為銫元素在氫能產(chǎn)業(yè)的廣泛應用奠定了理論基礎(chǔ),，后續(xù)，紫金長沙新能源科技公司將繼續(xù)推進成果的中試和產(chǎn)業(yè)化,。
紫金礦業(yè)于2022年6月收購湘源硬巖鋰多金屬礦,，該礦伴生銣、銫、鎢,、錫等多種金屬,，其中氧化銣49萬噸，氧化銫8000噸,，銣,、銫具有很強的化學活性和優(yōu)異的光電效應性能。
據(jù)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,。
紫金礦業(yè)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,。
福大紫金氨氫零碳循環(huán)路線
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(xù)發(fā)展面臨的威脅,，近年來,，紫金礦業(yè)把“為人類美好生活提供低碳礦物原料”作為公司使命，高度注重綠色低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型,，并將新能源產(chǎn)業(yè)作為新的戰(zhàn)略增長極,。
科技創(chuàng)新引領(lǐng)紫金礦業(yè)在綠色低碳轉(zhuǎn)型的道路上加速沖刺，形成了一批國際先進,、打破壟斷,、填補空白的關(guān)鍵技術(shù)。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(lǐng)先水平的提鋰技術(shù)，首次實現(xiàn)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(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)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(quán)34項,。
今年1月，紫金礦業(yè)公布了具有挑戰(zhàn)性的雙碳目標,，2029年實現(xiàn)碳達峰,，2050年實現(xiàn)碳中和，目標指標與全球頭部企業(yè)時間表同步,。公司旗下海內(nèi)外大批礦山,、冶煉廠,，正積極實施以清潔能源與燃料替代、電氣化比例提高等為主的減排措施,，大力開發(fā)可再生清潔能源項目,，節(jié)能降碳取得初步成效，正努力為早日實現(xiàn)碳中和而加速升級,。
