安全高效！福大团队研发的“氨-氢”燃料电池要来了
未来的某一天，我们会开一辆电动汽车。 当电池能量即将耗尽时，我们只需开车到附近的氨水加注站即可。 一桶液氨5分钟即可充满，电池电量表显示充满。 加满后可行驶1000公里以上，而且加氨价格低。 随着“氨氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就会成为现实。
近日，福州大学国家化肥催化剂工程研究中心（简称中心团队）姜立龙研究员领衔的研发团队首创常压低温氨分解催化剂，研发出“氨氢分解催化剂”。 “燃料电池系统。 该技术解决了“氨-氢”能源转换过程中的关键科技问题，是一项领先世界的颠覆性关键技术。
那么，上述技术将应用在哪些领域呢？ “氨氢”燃料电池有哪些优势？ 就此，记者采访了福州大学国家化肥催化剂工程研究中心副教授罗宇。
突破：利用氨解决氢能产业瓶颈
氢能源具有绿色、高效、无碳排放、应用广泛等优点。 然而氢气的运输和储存是制约氢能产业发展的“痛点”。
罗宇介绍，氢气储存和运输需要35兆帕以上的高压。 高压储氢核心材料和关键设备依赖进口，导致终端氢气销售价格达到60元/公斤以上。 到2050年，将建设1万座加氢站。 该目标要求基础设施成本投资高达150万亿元至300万亿元。 此外，高压氢气易燃易爆，氢气安全性弱的问题更加突出。 如何结合我国能源结构特点，开发成熟、安全、高效的氢储运技术，是氢能产业发展的“卡”题。
在氢能终端成本高昂的情况下，“氨”进入了人们的视线。
“氨是一种无碳的富氢载体，如果通过氨来储存氢，具有能量密度高、易于储存和运输、安全性高、产业基础成熟、无终端碳排放等独特优势。” 罗宇告诉记者，氨由一个氮原子和三个氢原子组成，是一种天然的储氢介质。
此外，氨还是现代工农业生产中最重要的大宗化学品。 我国年生产能力达到7200万吨，年产量5600万吨，居世界第一。 我国也是可再生能源、核能和副产氢气大国。 福州市周边化工园区每年都会产生大量副产氢气。 它可以整合可再生能源/核能制氢或化工园区副产蓝氢，还可以实现氨“生成和储存”的使用“全链条无碳化”。
因此，围绕氨的合成、储存和利用，中心团队认为，整合现有合成氨产业基础已刻不容缓。
“我们考虑利用福州周边的风电、光伏等可再生能源电力资源以及副产氢气，整合传统合成氨产业、石化产业、氢能和可再生能源产业，连接传统化工产业和新能源产业，制定符合我国能源结构特点的包括“可再生能源动力制氢——氨液氢储存——安全低成本氨运输——碳氢”的全链条零碳绿色能源循环特色经济路线“免费制氢和使用”，罗宇说。 这将为氢能产业开辟无碳能源生产和利用的新模式。 如此一来，不仅将突破氢能产业发展的安全“卡脖子”技术瓶颈，还将大幅降低终端氢气的成本和加工成本。 加氢站建设成本。
5分钟加满液氨可行驶数千公里
经过多年研发，中心首创常压低温氨分解催化剂，可将氨制氢温度从850℃降至500℃以下，氨分解率达到99.5%。 还设计开发了低温氨加氢工艺。 加氢站装置和新型“氨氢”燃料电池发电系统，攻克了“氨氢”能源循环的关键技术瓶颈，有望开发出“清洁高效的氨合成-安全低耗”的产品。 “成本氨储运”符合我国能源结构特点。 ——“无碳制氢、用氢”的全链条特色氢能经济路线，为国家双碳目标的实现提供了全新的解决方案。
罗宇介绍，该技术适用于车载电源、船舶电源、偏远地区供电、基站供电、备用电源、分布式电站等多种应用场景。
那么，“氨氢”燃料电池有哪些优势呢？
罗宇和中心团队成员对各种车用动力源的技术经济指标进行了评估，发现“氨氢”燃料电池具有储存压力低、火灾风险低、加氨时间短等天然优势。
罗宇举了一个例子。 他以一辆客车为例。 如果该车是搭载“氨氢”燃料电池的电动汽车，燃油成本仅为20元/100公里左右。 这个成本与一辆纯电动汽车相当，并且可以比同类车型燃油车节省至少一半的燃油成本。
“基于Mirai（氢燃料电池汽车品牌）燃料电池汽车目前的技术水平，‘氨氢’燃料电池汽车预计续航里程将超过1000公里，比巡航高出200公里。现有纯电动汽车的续航里程，甚至高于目前燃油汽车的续航水平。”罗宇表示，未来我们可以在氨加气站加满液氨，行驶1000公里以上。每100公里添加一次氨。 费用相当于充电站的电费。
目前，该中心已与相应的汽车、船舶企业对接，正在加速“氨氢”燃料电池进入交通运输市场，这意味着“氨氢”燃料电池即将走进人们的生活。民众。
启动国内首个“氨氢”创新平台建设
这一关键颠覆性技术的突破，开启了我国首个重大“氨氢”绿色能源产业创新平台的建设。
近日，福州大学、紫金矿业集团、北京三聚环保共同投资2.67亿元合资成立福州紫金氢能源科技有限公司（“福大紫金”），落户福州闽侯。 公司依托福州大学在氨合成和“氨氢”转化催化技术方面的领先优势，自觉推动绿色发展、循环发展、低碳发展，坚持产学研结合，致力于打造国家级“氨氢”能源产业。 创新团队打造集绿色氨产业、氢能产业、可再生能源产业于一体的“零碳循环”万亿级产业链。
2月13日，福达紫金开发的3千瓦氨氢燃料电池电站交付中国铁塔龙岩分公司，为龙岩市曹溪镇常规离网基站提供持续不间断的电力保障。
据介绍，中心团队获得国家“十四五”重点研发计划首批“氢能专项”支持（可再生能源电解制氢——低温低温低温关键技术及应用） -加压氨合成，5000万元）、国家自然科学基金重大项目、福建省重大专项等。
（文：梁凯红）