紫金矿业与华南理工校企联合 突破电解水制氢高能耗难题

东南网9月19日讯（福建日报记者 张杰 戴敏 见习记者 徐士媛）“加入一种含铯元素的新材料，可使固体氧化物电解水制氢的产氢速率较传统电解水制氢技术得到较大提升。”这是紫金矿业海外引进的顶尖人才刘瑛博士针对电解水制氢“电能消耗高、制氢成本高”，制约有着“终极能源”之称的氢能加快推广应用的问题，提出的解决方案。

该方案经实验论证，于近日取得突破。9月14日，国际能源学类顶级期刊、美国化学学会旗下杂志《ACS Energy Letters》，发表了该项以刘瑛博士、华南理工陈宇教授等为联合通讯作者的研究成果，认为达到国际领先水平，有望为氢能高效低能耗制取提供新路径。

一直以来，电解水制氢的方式存在电能消耗高、制氢成本高等问题，制约着氢能源的推广应用。刘瑛博士是固体电化学和氢能领域顶尖的青年专家。为破解电解水制氢产业化应用难题，紫金矿业加大学科带头人引进力度。2022年底，刘瑛加盟紫金矿业任长沙新能源新材料科技公司总经理。

2023年1月，刘瑛博士在一次交流中提议，铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应性能，在电解水制氢中或许能发挥作用。经与华南理工大学陈宇教授团队沟通，双方达成合作共识。作为项目主要负责人，刘瑛主持项目选题和监管，并深度参与到实验结果讨论、论文撰写和专利申报之中。

经过反复比对、尝试摸索，项目团队合成了全新化合物。实验发现，铯掺杂新电极材料具有非常高的电化学反应活性，使得电解过程在中低温环境下运行成为可能，极大提高了电解制氢的电化学性能和稳定性，从而大幅度降低运行成本。

刘瑛博士表示：“传统电解制氢技术如碱性和质子膜电解池普遍的电流密度为0.5～1.5安培每平方厘米，但此次试验成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望显著降低电解池材料和生产成本，延长使用寿命，为加快氢能高效制取提供极大助力，同时，紫金矿业于2022年6月收购湘源硬岩锂多金属矿，该矿伴生氧化铷49万吨，氧化铯8000吨。据可靠测算，该研究成果若取得广泛应用，将消耗300～500吨铯，有效解决铷、铯小金属资源利用问题。”

近年来，紫金矿业与福州大学合作成立福大紫金氢能公司，在氨氢能源技术研发和产业化应用方面取得重大突破并逐步走向市场，累计获得专利授权34项。目前，研究人员正在研究铷元素在电解水制氢中的试验情况，后续，紫金矿业长沙新能源新材料科技公司将继续推进成果的中试和产业化。