解锁“氨-氢”转换 助力“双碳”目标

解锁“氨-氢”转换 助力“双碳”目标

解锁“氨氢”转化，支持“双碳”目标

福州大学石油化工学院院长、化肥催化剂国家工程研究中心主任姜立龙带领团队突破“氨氢”能源转换关键技术瓶颈，为实现氨氢能源转化提供新的解决方案“双碳”目标。

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发展氢能产业是实施“双碳”战略的重要抓手。 但氢能产业发展面临储运成本高、本质安全性弱等本质问题。 如何克服以上问题呢？ 科学家们将注意力转向氨，一种高效的储氢介质。 氨由一个氮原子和三个氢原子组成。 作为一种相对廉价的零碳燃料，它不仅比氢气更安全、更容易储存和运输，而且相同体积的液氨中含有的氢气比液氢至少多50%。 经济优势凸显。

福州大学石油化工学院院长、国家化肥催化剂工程研究中心主任姜立龙带领的团队多年来深耕氨高效合成与利用领域。 其利用在合成氨催化领域的研究基础开展技术攻关，成功“解锁”“氨-“氢”能源转化过程中的关键问题，为发展绿色能源、实现“双碳”提供新的解决方案目标。

“氨氢”转换实现零碳供电

今年年初，我国首座3千瓦“氨氢”燃料电池电站在龙岩“落地”，为当地离网基站提供持续不间断的电力保障。 每千瓦时的发电成本明显低于柴油发电机，且无噪音。 ，现已实现成功发电并稳定运行。 这是姜立龙团队“氨-氢”能量转换催化技术的成果之一。

近日，记者来到国家化肥催化剂工程研究中心，在氢燃料电池实验室看到了“氨氢”燃料电池电站的样机。 设备尺寸比实际使用的要小，高度却和成人一样高。 女性身高相似。

“我们通过液氨将氢气储存在设备一侧的瓶子中，然后利用氨分解热催化转化装置将氨转化为氢气和氮气，经过净化后得到高纯度氢气，进入燃料“燃料电池的发电能力可以达到2-3千瓦时，而且燃料电池的续航能力明显强于锂电池。”姜立龙介绍说。

氮气是空气中的主要成分之一。 据介绍，转化后的氮气不参与反应，直接排放回空气中； 氢气在燃料电池中发生化学反应生成水，然后通过设备下方的管道以液体或水蒸气的形式排出。 “因此，整个过程是一个零碳循环过程，不会产生二氧化碳等污染。” 姜立龙说道。

“氨氢”转化技术未来将覆盖“海、陆、空”。 其中，在地面上，前段时间，全国首个“氨现场制氢加氢一体化站”示范站在福州长乐雪人有限公司启动。通俗地说，就是将氨输送到一个一体化的站。站以及现场生产和加氢。 氢燃料电池公交车可在10分钟内充满氢气。 充满氢气后，可以行驶近400公里。

为催化剂提供“稳定剂”，攻克技术瓶颈

每一项科技成果的成功背后，都是姜立龙及其团队20多年来的不断努力。 他们解决了“氨氢”能量转换催化剂的稳定性问题，使该催化剂走向了规模化生产。

“当时我们在做这个催化剂的时候，可以说是‘屡战屡败’。” 姜立龙说，1997年从福州大学毕业后，他加入国家化肥催化剂工程研究中心，开始与魏克美院士等老一辈人一起研究转化系统。 氢、氨合成等新型高效催化剂技术。 2008年，研究团队将第一批新一代钌基催化剂运往南平合成氨厂进行工业测试。

“然而，实际使用20多天后，这批催化剂的活性下降了，这对于一般每年运行的工厂来说是无法接受的；对于我们团队的研究人员来说也是无法接受的” ”姜立龙说，但工厂和企业没有任何怨言，只是支持我们继续研究。

于是，蒋利龙和他的团队再次努力“拆解”催化剂的反应过程来攻克，一步步“减压”困难。 “我们的催化剂就像海绵载体，可以吸收水等活性成分，从而达到催化效果。” 姜立龙表示，为了保证催化剂的稳定性，首先要提高海绵载体的“吸水”能力。 其次，需要延长吸附组分在海绵中的停留时间，追求长期稳定的催化能力。

经过多年攻关，蒋立龙带领团队成功研制出新一代钌基氨合成催化剂，并在20万吨低温低压氨合成装置上实现工业化应用。 已稳定运行3年多，每吨氨可减少排放580公斤。 左、右CO2； 开发出常压低温氨分解催化剂，可将氨分解制氢温度从850℃降低至500℃以下，实现氨分解率99.5%，攻克“氨分解”关键氢能循环技术瓶颈为发展零碳绿色循环经济提供技术途径。