过程工程所解析水电解制氢过程强化机理

　　随着化石能源的枯竭和环境污染问题的日益突出，可再生能源开发与应用的步伐逐步加快。然而，受地域性、间歇性和不可存储性等因素限制，一次再生能源（如太阳能、风能、潮汐能等）的开发与人类的用电周期并不相适应。利用一次再生能源制取可存储的氢气作为二次再生能源，有望成为调节可再生能源开发与人类灵活方面地使用清洁能源的中间载体。从资源、环境、纯度等各方面考虑，水电解制氢具有技术成熟、原料丰富、过程清洁、氢气纯度高等优点，但高的电解能耗成为该技术的瓶颈，目前世界上仅有不到5％的氢气是通过水电解的方法制取。因此，在未来要实现再生能源的最大化利用，就必须设法降低水电解制氢的能耗。 

    过程工程所矿产资源清洁转化过程工程创新团队在水电解制氢过程强化方面已经取得了一系列研究成果（Energy, 2014, 65: 233-239; International Journal of Hydrogen Energy, 2011, 36: 3305-3312; 2010, 35: 3198-3205; 2009, 34: 5311-5317）近日，该团队研究人员从热力学和动力学角度，系统分析了水电解制氢能量消耗的主要根源，特别是阐明因气泡在电极表面吸附和在电解质中分散所造成的气泡效应是水电解能耗高的重要因素之一。在此基础上，从外场强化、新的电解质组成和新型电解体系三个方面，总结了国内外在水电解制氢过程强化方面的研究进展，并就强化机理进行讨论和分析。通过各种强化技术的优劣势对比，为读者进行水电解制氢技术的科学研究和应用实践提供借鉴。该工作得到国家自然科学基金的资助。相关成果发表在Renewable and Sustainable Energy Reviews. 

可再生资源的利用途径 

　　水电解制氢过程强化技术对比

 　　（矿产资源清洁转化过程工程创新团队   王明涌）