您所在的位置: 成果库 电解水制氢与烟气深度净化催化剂开发与应用

电解水制氢与烟气深度净化催化剂开发与应用

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-07-06 09:41:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 朱娟 | 2023-07-06 09:41:09

本项目针对电解水制氢中贵金属催化剂Ru、Ir和Pt因资源稀缺、价格昂贵等因素不能广泛应用的问题,通过设计单原子Co锚定富氮碳纳米盒结构、结合金属间协同作用和原位生长策略等研制得到了多种高性能催化剂,相较目前商用基准的铂、钌基催化剂性能上有很大提升。 同时,项目针对煤燃烧的含汞、砷烟气脱除的问题,系统深入地研究了纳米催化剂的制备方法、重金属汞、砷的催化-吸附一体化脱除反应路径和催化机理等,对纳米催化剂微观结构可控制备、和重金属排放有着重要指导意义。

(1)关键技术一:单原子Co锚定富氮碳纳米盒。由此制备得到的催化剂Co@CNB-N4具有较高的Co单原子质量负载(~10.2wt%),在析氢反应(HER)分别只需要45 mV,85 mV和163 mV就可以驱动10,20和50 mA/cm2的电流密度,与Pt/C(20wt%)相当。

(2)关键技术二:一种双金属碲化物NHT/CN全电解水催化剂。结合金属间协同作用和原位生长策略,将前期过渡金属Hf和后期过渡金属Ni生在复合在碳氮基导电基底材料上,使这种全新的双过渡金属碲化物复合催化剂材料的比表面积提升和暴露更多的活性位点。

(3)关键技术三:铋基催化剂用于烟气汞脱除。通过煅烧温度的改变实现催化剂的调控制备,为制备含高浓度氧空位的半导体光催化剂开辟了新的途径,对太阳能转换和污染物控制提供了新的方法。

(4)关键技术四:BiOI/BiOCI复合催化剂用于光催化脱汞。得益于光生电子和空穴的有效分离和低复合率,BiOI/BiOCI复合催化剂在可见光下的脱汞效率比单一铋基材料效率高了4~6倍。

产品技术优异,催化剂具有高效方便的特点,主攻电解水企业,为其提供高效催化剂;

对接上游光伏风力发电领域 ,用弃风弃光的弃电来进行电解水制氢、制氧;

应用发电领域,利用电解水制氢,用于氢燃气轮机发电等绿色发电;

医疗系统领域,电解水所制得的氧气经过提纯纯度可达99.999%,可更多生命提供氧气需求,满足医学行业近几年较大的市场容量;

电解水所制得的氢气,可用于化工领域,为制氨产业提高大量的氢能;

电网深度调峰,利用高效电解水制氢,将间歇波动、富余电能转化为氢能储存来,当电力不足时,利用氢气通过如燃料电池或其他发电装置发电反馈至电网系统。在用电负荷大的地区,峰谷电差很大时,可以利用产氢的储能特性,发挥氢储能在电网中“填谷”作用。

上海电力大学技术转移中心成立于2013年,是科技部认定的第五批国家级技术转移中心。技术转移中心以“面向应用、错位发展、凸显特色”为平台定位,推动多学科融合、多团队协同、多技术集成发展。2016年6月启动上海市专利工作示范单位建设项目。2018年12月,我校承担的上海市知识产权局专利示范单位项目被评为优秀。2018年在知识产权贯标审核中,成功通过高等学校知识产权标准化建设验收,获得知识产权管理体系认证证书,也是全国首家获得认证的高校。

。氢燃料经济,通过大规模制氢,发展氢燃料能源,实现清洁高效的应用,比如,氢燃料电池,氢气内燃机,氢气燃气轮机等,是一种实现双碳目标的重要途径。氢能产业涉及工业体系诸多环节,产品覆盖面大、综合技术应用广、跨行合作深,带动效应显著,构建绿色低碳产业体系,符合经济高质量发展纲领。

用于化工领域,为制氨产业提高大量的氢能;电网深度调峰,利用产氢的储能特性,发挥氢储能在电网中“填谷”作用。

本项目初步意向交易方式为技术推广或联合开发的形式。技术推广主要包含提供高效催化剂,电解水制氢、制氧绿色发电,吸附/催化一体化技术,用于化工、造纸、水泥等企业。

联合开发:医疗领域,化工领域,电网深度调峰等方面进行进一步深化研究。