4月10日。
琴島,即莫區。
一場名為“遇見科學,預見未來”的公眾科學日活動,正在召開。
舉辦方,是夏國科學院琴島能源所。
所長劉洲,正在台上侃侃而談:“我們琴島能源所,核心所訓是清源聚能。
清源聚能,是我們源起新時代綠色發展的千秋偉業,堅守低碳科技創新的初心使命,聚天下英才集智攻關,共創更加清潔、美麗的世界。
今天的品牌科普活動,我們會向大家科普清潔能源科學知識、講述老科學家們的感人事跡,並開展科普嘉年華等活動……”
開幕詞過後。
公眾科學日活動,正式開始。
琴島能源所的科研人員們,依次上台給群眾作“海洋垃圾的前世今生”、“未來我們一起探索深海”等科普報告。
隨著他們的講述。
現場群眾,都對清潔能源有了一定了解。
科普環節最後。
劉洲走上高台,作名為海水製氫的科普報告。
他緩緩說道:“氫能質量能量密度大,是能源技術革命的重要發展方向。
氫能的能量密度是汽油的3倍、焦炭的4.5倍、鋰電池的130倍。
它可以通過燃料電池實現90%以上的綜合轉化效率,還可以成為連接氣、電、熱等不同能源形式的橋梁,並與電力系統互補協同。
目前,氫能有三種生產利用模式。
第一種是化石能源生產的氫氣,被稱為灰氫。
第二種是工業副產生產的氫氣,被稱為藍氫。
第三種是電解水生產的氫氣,被稱為綠氫。
前兩種生產方法,都會產生溫室氣體,所以業界更推崇零碳氫氣,也就是可再生能源發電進行的電解水製氫。
全球淡水資源短缺,不適合用淡水製氫。
故而海水製氫便應運而生。
海水製氫是一種利用海水中的水分子進行電解反應產生氫氣的技術。
海洋總面積約佔地球表面積的71%,全球13.86億立方千米的水中,海水佔到了96.5%,如果能將其利用起來,相當於是全球都可使用的能量池。
然而因為海水中含有離子、微生物等雜質,會腐蝕電解槽和催化劑,使得製氫時容易產生副反應競爭、催化劑失活等問題。
另外,想要用電解水分解氫氣和氧氣,所需能量巨大。
電解海水需要高電壓和電流,這會消耗大量的電能和淡水。
可能有人會問。
為什麽電解海水,還要用到淡水呢?
因為現在最成熟的海水製氫技術路徑,是先淡化後製氫的間接電解製氫模式。
該技術依賴淡化設備,工藝流程較為複雜,需要額外的淡化能耗,這會推高製氫成本並帶來一定的工程建設難度。
現階段,國內外各大科研團隊,都在通過催化劑工程、膜材料科學等手段,研發海水無淡化直接電解製氫。
一旦該技術取得突破。
世界將迎來全新的能源革命!”
話音落下。
在場眾人都恍然大悟的點點頭。
原來海水製氫,還有這麽多的講究!
科普報告結束後。
劉洲剛準備喝口水,休息一會。
但一個突如其來的電話,讓他分寸大亂。
“什麽?你說咱們所的科研人員,攻克了海水製氫新技術?”
得知這一點後。
劉洲吩咐手下人繼續辦好公眾科學日,而他則急急忙忙的開車回所裡。
……
四十分鍾後。
劉洲回到所裡,前往潔淨能源創新實驗室。
此時的實驗室,熱鬧非凡。
所有人都在慶祝科研成果取得重大突破!
眾人見劉洲到來,上前匯報道:“所長,李明湖主任,研究出了真正意義上的無淡化海水原位直接電解製氫技術!”
“快,展開說說!”
劉洲神情興奮,連忙催促道。
聞言,他們迅速將最新科研成果,匯報給劉洲。
片刻之後。
劉洲弄懂了事情的前因後果。
起初,實驗室采用催化劑改性的方法,研究海水製氫難題。
該方法,也是業界主流的攻關方向。
但近兩個月時間。
實驗室主任李明湖,決定跳出傳統的思維模式,從原理上徹底創新,換個方向研究海水製氫。
抱著試試看的心態。
他們便跟著李明湖的思路研究。
那天,李主任突然靈光一閃,提出利用多孔隔膜水蒸發電解海水製氫。
多孔隔膜的孔徑是在0.1-100微米之間,只允許電解液吸收的水蒸氣通過,然後電解槽的陽極吸出氧氣,陰極吸出氫氣。
同時,他以分子擴散、界面相平衡等物理力學與電化學相結合的全新思路,建立了相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解製氫全新原理與技術。
在科研領域。
從1到100其實不難,難的是從0到1。
李明湖的思路,點醒了整個科研團隊。
他們順著思路,先是用多孔隔膜水蒸發技術,徹底隔絕了海水離子,實現了無淡化過程、無副反應、無額外能耗的高效海水原位直接電解製氫,即可在海水裡原位直接電解製氫。
接著,眾人合力研製出全球首套400升/小時海水原位直接電解製氫技術與裝備,用海水風電的方式,進行相關試驗。
試驗結果,大獲成功!
劉洲看向李明湖,問道:“李主任,這種海水製氫方式,成本多少?”
“製1立方米氫氣,跟風電價格有關。”
李明湖直言道:“海水直接製氫,能直接對接海上風電等可再生能源,極具經濟潛力。
且無需海水淡化過程,無需額外催化劑工程,無需海水泵送輸運過程,無需海水汙染處理過程,無需海水製氫設備平台。
當海上風電電價低於0.23元/度時,海水製氫成本與煤製氫+CCUS相比具有競爭優勢。
當海上風電電價低於0.15元/度時,海水製氫與煤製灰氫相當。
當海上風電電價低於0.11元/度時,海水製氫成本將完全低於煤製灰氫成本。
隨著我們的技術工藝不斷更新迭代、海水製氫規模化和海上風電產業化。
製1立方米氫氣,成本將低至0.3元以下,改變世界能源格局!”
“嘶~~”
劉洲聽到這話,不禁倒吸一口冷氣。
製1立方米氫氣,未來成本將低至0.3元?
這也太便宜了吧!
按照這個趨勢。
海水製氫,注定會掀起一場能源革命!
……
此時此刻。
李明湖顯得意氣風發。
隨著他研發出電解製氫新技術。
用不了多久。
他的論文就能轟動整個學術界。
同時,他也能更進一步。
從潔淨能源創新實驗室主任,晉升為琴島能源所副所長!