成果發(fā)布 /清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)

清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)于2022年2月正式啟動(dòng)，由鄂爾多斯碳中和研究院組織實(shí)施。項(xiàng)目緊密結(jié)合鄂爾多斯資源稟賦和發(fā)展需求，圍繞“風(fēng)光氫儲(chǔ)車(chē)”全產(chǎn)業(yè)鏈布局，重點(diǎn)突破零碳園區(qū)建設(shè)、綠電利用、制氫裝備等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施以來(lái)，已取得多項(xiàng)原創(chuàng)性科研成果并在當(dāng)?shù)爻晒β涞剞D(zhuǎn)化，為資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐和實(shí)踐樣板，對(duì)推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

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制氫加氫一體化站氫安全管理及先進(jìn)站內(nèi)制氫系統(tǒng)

關(guān)鍵技術(shù)研究

項(xiàng)目背景：

氫能產(chǎn)業(yè)作為新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，具有高科技、高效能、高質(zhì)量特點(diǎn)，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎，是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。內(nèi)蒙古作為中國(guó)的重要能源基地，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)符合國(guó)家戰(zhàn)略需求，有助于推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，提升科技創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，構(gòu)建開(kāi)放型經(jīng)濟(jì)。

項(xiàng)目創(chuàng)新性：

清華大學(xué)車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院楊福源教授團(tuán)隊(duì)提出“制-儲(chǔ)-加-用”一體化系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)從制氫關(guān)鍵零部件開(kāi)發(fā)、氫安全著手開(kāi)展全生命周期氫安全鏈條研究。

先進(jìn)站內(nèi)制氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究方面，電極和隔膜作為堿性電解水制氫系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件，對(duì)綠氫制備的能耗和安全起到關(guān)鍵性作用。團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)刻蝕、電沉積工藝的優(yōu)化開(kāi)發(fā)出了低成本、高耐久的非貴金屬電極，為制氫系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供了關(guān)鍵材料支撐。在隔膜方面，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成三代隔膜的產(chǎn)業(yè)化布局，并已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化推廣應(yīng)用。復(fù)合隔膜阻氣性相較PPS隔膜提升2個(gè)數(shù)量級(jí)，能更好隔絕氫氧交叉保障制氫安全；全球首發(fā)的離子溶劑膜因其更致密的結(jié)構(gòu)、更優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和耐久性也更適配波動(dòng)性強(qiáng)、安全需求高的大規(guī)模風(fēng)光耦合制氫場(chǎng)景。

氫安全方面，依托分層架構(gòu)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，構(gòu)建氫安全智能集控平臺(tái)，融合多項(xiàng)自研泄漏檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氫氣泄漏態(tài)勢(shì)感知與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，推動(dòng)氫安全管理從被動(dòng)處置向主動(dòng)防控轉(zhuǎn)型。近場(chǎng)氫泄漏快速檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)百毫秒級(jí)極速響應(yīng)，支持多端協(xié)同作業(yè)；穿戴式氫氣報(bào)警器小巧便攜，響應(yīng)迅速，三重報(bào)警機(jī)制全方位守護(hù)涉氫作業(yè)人員安全；遠(yuǎn)場(chǎng)泄漏感知定位系統(tǒng)采用非接觸式檢測(cè)技術(shù)，精準(zhǔn)鎖定泄漏位置并可視化呈現(xiàn)。

研究成果：

申請(qǐng)隔膜相關(guān)專(zhuān)利5項(xiàng)、發(fā)表論文2篇，牽頭制定隔膜團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，參與省部級(jí)課題3項(xiàng)，獲得了膜行業(yè)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)。申請(qǐng)氫安全相關(guān)專(zhuān)利20余項(xiàng)、發(fā)表論文20余篇，參與制定氫安全相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，牽頭或參與國(guó)家級(jí)課題7項(xiàng)。

項(xiàng)目意義及應(yīng)用情況：

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了融合“近場(chǎng)+遠(yuǎn)場(chǎng)”氫氣監(jiān)測(cè)軟硬件一體的氫安全防護(hù)技術(shù)及系統(tǒng)解決方案，已交付至內(nèi)蒙古圣圓能源制氫加氫一體化項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)圣圓綠氫工廠氫安全狀態(tài)智能實(shí)時(shí)管理。同時(shí)研發(fā)了基于新型電極及復(fù)合隔膜的下一代堿性電解水制氫系統(tǒng)樣機(jī)，推動(dòng)綠氫制備邁向更高水平的規(guī)模化與產(chǎn)業(yè)化。課題成果突破氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)與安全瓶頸，實(shí)現(xiàn)了氫能產(chǎn)業(yè)鏈“制-儲(chǔ)-加-用”的系統(tǒng)化貫通，助力鄂爾多斯“電-氫-站-車(chē)”一體化氫能交通體系建設(shè)，為構(gòu)建城市級(jí)氫能交通解決方案樹(shù)立了先行樣板，助力鄂爾多斯氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的清潔化轉(zhuǎn)型。

近場(chǎng)氫泄露快速感知系統(tǒng)-工業(yè)級(jí)控

下一代復(fù)合隔膜