张清杰院士：氨氢融合技术破解氢能产业三大难题

张清杰院士：氨氢融合技术破解氢能产业三大难题

中国科学院院士、佛山仙湖实验室理事长张清杰在2024年中国氢能产业大会上，就氢能及氨氢融合关键材料技术发表了重要演讲。他指出，当前氢能发展面临成本高昂、应用难度大等挑战，而材料技术的突破是解决这些问题的关键。

氢能产业现状与挑战

当前，氢能产业发展面临三大主要挑战：

1. 成本高昂：特别是绿氢的生产成本居高不下。
2. 应用难度大：氢能的实际应用面临诸多技术难题。
3. 燃料电池成本高：目前每千瓦成本仍在2000-3000元，是锂电池的三倍。

氨氢融合的优势

氨氢融合技术为解决上述问题提供了新的思路：

1. 储运成本低：氨的运输成本远低于纯氢，1000公里运输1公斤氨的成本仅为0.8元，而其含氢量为17公斤。
2. 应用场景广：氨氢融合可以扩展到工业燃烧、商业运输、航空发动机等多个领域。
3. 技术成熟：氨作为能源载体已有100多年的历史，化学化工技术非常成熟。

关键材料技术突破方向

要实现氨氢融合技术的突破，需要在三个关键环节取得进展：

1. 制备环节：

• 光催化分解水制氢：目前效率仅为5%，目标是提升至10%-15%。
• 钙钛矿电池：目前寿命为10年，目标是提升至15-20年，以降低制氢成本。

2. 储运环节：

• 氨液解制氢：目前需要800度高温，目标是降至450度以下，提高制氢效率。
• 固态储氢材料：目前储氢效率仅为2%，需要提升效率并降低放氢温度。

3. 应用环节：

• 燃料电池：目前效率不到40%，目标是提升至65%。关键在于提高工作温度和电压，目前实验室已达到95度，目标是105度。

政策支持与展望

为推动氨氢融合技术发展，仙湖实验室与南京大学合作，聚焦氢能和下一代燃料电池研究。同时，向国家建议设立氨氢融合关键材料全国重点实验室，目前已获得国家重视并进入审批程序。

张清杰院士表示，如果能在未来三五年内突破关键材料技术，有望解决氢能运输难、制造成本高、燃料电池成本居高不下等难题，为氢能产业注入更强大的动力。