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水制氢工艺
本项目采用了一种新型制氢工艺，该工艺主要包括四部分：1）铁氧化物与水反应得到纯净的氢气；2）一氧化碳还原铁氧化物；3）还原反应产生的二氧化碳与碳反应生成一氧化碳；4）还原气造气过程中所需碳源由煤经过高温炭化得到。整个工艺过程消耗的是煤和水，得到的产物是纯净的氢气、纯净的一氧化碳和煤炭化释放出的煤气（主要成分是甲烷、氢气和一氧化碳，可直接作为燃气使用）。该方法的优势在于：1）不把煤作为燃料，而将其作为制氢的原料，可以实现煤炭中有害物质的集中处理与转化，从而避免煤炭分散燃烧带来的环境污染和高处理成本。2）煤转化为气体燃料，其能量利用效率大大提高，如煤基氢—电联产系统效率可达75%，纯发电效率达到60%，而传统的煤燃烧发电系统的效率只有33%～35%。3）本方法中氢气和一氧化碳分别在不同的反应阶段，由不同的反应器中分别输出，可以直接得到纯净的氢气和一氧化碳，与传统的煤气化制氢工艺相比，减少了分离、净化环节，工艺更简单。4）各种煤经过高温炭化处理后都可以作为反应所需的碳源，而煤气化制氢工艺则对煤种的适应性有较大局限性。已证实了该工艺的可行性与稳定性，项目目前进入进入中试放大研究阶段。
河北工业大学
2021-04-13
化学链制氢技术
1.痛点问题
在“双碳”背景下，我国氢气需求量预期会持续增长。目前我国氢气年产量约为3,300万吨，预计2030年增至3,715万吨，2060年增至约1.3亿吨，产业链年产值约12万亿元。
然而，传统制氢路线难以实现碳排放和经济性的平衡。目前全球96%以上的氢气来自于传统化石燃料（“灰氢”），虽然成本较低，但碳排放量巨大；利用化石燃料制氢的同时进行CCUS可获得“蓝氢”，但受制于CCUS技术发展，总体成本较高；利用可再生能源制造的“绿氢”规避了碳排放问题，是氢能发展的最终归宿，但目前在技术、模式、成本等方面都需要进一步探索和发展。
2.解决方案
化学链制氢是一种新兴绿色制氢技术，以金属基载氧体为中介，借助电子和氧的晶格内迁移，将燃料的氧化还原反应解构为还原、蒸汽氧化、空气氧化三个阶段，在不同阶段分别产出纯H2和CO2。
王伟教授团队基于此构建了“生物质废物制取负炭绿氢工艺”“可燃垃圾/工业固废制取蓝氢工艺”“钢铁灰渣高值资源利用耦合原位产氢氢冶炼工艺”等工艺系统，为市政和传统工业行业提供经济可行的“脱碳”路径。
合作需求
1）产业引导基金支持
2）人才政策
3）中试场地和配套水电气及燃气支持
4）实验室/研发中心建设资金支持
5）税收减免优惠
6）厂房代建
7）九通一平以及相关管道线路等基础设施建设
8）用电，气，水保障以及电价，燃气价等支持
9）企业早期发展以及申报高新企业等支持
10）能耗申请支持
11）环评等资质申请的支持
12）配资支持
13）当地其他同类企业相匹配的优惠政策
清华大学
2022-06-21
自控式水解制氢装置
本实用新型涉及一种水解制氢装置，具体为自控式水解制氢装置，反应仓与储液仓之间通过气体连通管连通，储液仓有流量控制阀，上阀座位于储液仓顶部，下阀座位于反应仓与储液仓之间隔板上；上阀座顶部有上阀盖，上阀座底部有弹簧座，塑料软管分别与上阀座顶端、弹簧座密封连接，塑料软管内的圆柱螺旋弹簧卡在弹簧座与上阀盖之间；阀杆下端固定在弹簧座的上表面，阀杆上端穿过上阀盖的限位孔；弹簧座的下表面依次连接联杆、活塞，活塞位于下阀座腔内，下阀座的侧壁上有漏液口。该装置利用圆柱螺旋弹簧弹力和装置内外压力差带动活塞移动，调节漏液口有效大小来控制液态反应物的流量，从而维持产氢速度和氢气压力，达到即时自控目的。
四川大学
2021-04-11
太阳能分解水制氢
氢作为二次可再生的清洁能源受到全世界的普遍关注。2019年我国首次将氢能源写入《政府工作报告》，预计2022年市场规模将达到1.8万亿人民币。目前氢气主要有两个来源：化石能源重整和水电解。其中，化石能源重整制氢是最主要的来源，占比约97%，成本低廉但二氧化碳排放居高不下。电解水制氢立足于未来碳减排，被各界寄予厚望，但电力成本居高不下，且目前其实际碳排放（约36千克）甚至高于煤制氢（约20千克）的碳排放。利用可再生能源实现低成本、低排放制氢是未来发展主要目标。
本项目通过半导体多级纳米结构的有序组装，不仅减少光电极对太阳光的反射、拓宽了光电极对太阳光谱的吸收范围；同时通过对材料结构及成分的调控实现对半导体能带的有效裁减，促进光生载流子的分离，以及表面电化学氧化还原反应动力学。进一步通过表面修饰显著提升光电极的工作寿命。本项目通过精确调控、系统优化与多功能协效，目前已经实现了无外加偏压下完全通过太阳能高效分解水制氢，其中太阳能光转化氢效率高达10%。
北京理工大学
2023-05-09
车载含水乙醇低温重整制氢装置
已有样品/n本实用新型公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢装置，其原理是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体，再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧。本实用新型利用两级蜂窝钛网结构能够产生较大的催化剂接触表面积，有利于重整制氢装置的小型化，使车载在线产氢的目的成为可能；两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用，解决了使用单一催化剂乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题；在低温环境下通过碱性催化剂的相互协同作用，解决了催化剂的烧结和积炭问题，提高了催化剂的使用寿命。本实用新型利用汽车尾气余热，实现了汽车在线掺氢的目的以及提高化石燃料的燃烧效率，降低了汽车发动机有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
车载含水乙醇低温重整制氢应用系统
其他成果/n本实用新型公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢应用系统，其原理是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体，再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧。本实用新型利用两级蜂窝钛网结构能够产生较大的催化剂接触表面积，有利于重整制氢装置的小型化，使车载在线产氢的目的成为可能；两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用，解决了单一催化剂形成积碳、烧结等问题造成的乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题，提高了催化剂的使用寿命。本实用新型利用了汽车尾气余热解决乙醇直接应用在发动机上存在的问题以及提高化石燃料的燃烧效率，降低有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
高回收率甲醇制氢新技术
氢气是化工生产中加氢反应的必要气源，由于原料来源的不同、氢气纯度要求不同，制氢装置的投资规模及氢气生产成本相差很大。工业上制氢方法有烃类蒸汽转化法、电解水法等。烃类蒸汽转化制氢适合用于氢气用量大、规模装置大的场合，其能耗及单位氢气的生产成本较低；电解水则适合用于氢气用量较小的场合，其装置规模小，但能耗及氢气的生产成本较高，对于中等规模氢气用量的场合，人们一直致力于寻求新的制氢原料。随着甲醇合成技术的改进，目前世界上工业甲醇的产量不断提高，价格也比较低廉，利用甲醇水蒸汽转化制氢，具有装置规模小、氢气生产成本低、原料来源稳定等优点，自八十年代后期逐渐受到人们的重视。现该技术已成为工业成熟技术，国内已有部分精细化工厂陆续采用。南京工业大学吸附技术研究所最近开发出新型节能型工艺，大大降低了甲醇制氢过程的能量消耗，具有显著的经济效益，已在多家生产单位采用。该工艺具有以下特点：1.选用的甲醇催化剂单程转化率>99%，使用温度260℃，压力从常压到3.0MPa皆可。该催化剂的性能经实验室评价为国内领先水平，且在工业装置运行三年以上。2.采用本所研究开发的CO高效吸附剂，使得产品氢气中的CO含量小于1ppm，氢气纯度可以达到99.99%以上，同时氢气回收率高（大于90%），比国内同类型的装置提高10个百分点，因此甲醇消耗低，氢气成本大大降低，经济效益显著。
南京工业大学
2021-04-13
微通道甲醇重整制氢反应器
该反应器可在较低工作温度下实现甲醇高效重整制氢，在275oC下可以实现94%以上的甲醇转化率，重整气中H2含量为74%，CO2含量为25%，CO含量为1%。经过36小时连续测试后性能稳定。单片反应器输出功率约12W。该反应器可与蒸发器进行集成，用于为小型便携式燃料电池堆栈供燃料气。相关研究结果已发表SCI论文两篇，所申请发明专利处于实质审查阶段。成熟度：已有样品技术创新类型：改革创新期望技术合作方式：技术入股
哈尔滨工业大学
2021-04-14
无膜分步法电解水制氢
传统的电解工业（电解水、氯碱工业）阴、阳极会同时产生两种气体，一般采用离子交换膜防止两种气体的混合，避免爆炸性混合气体的产生。离子交换膜的使用增加了电解的成本，此外膜内阻也增加了电解的能耗。且由于阳极和阴极室的气体压力必须通过稳定的电源输入保持平衡，很难利用风能和太阳能等不稳定的可持续能源来直接为离子膜电解池供电。另一方面，电解池中的高压气体和阳极氧化过程的中间产物也会加剧膜的老化降解，近一步增加电解成本。基于电池电极的分步法无膜电解技术有望为电池电极反应推出一个新的研究方向，随着电池工业迅速发展，电池电极的制备已经非常成熟，分步法电解技术很容易利用现有的商业化电极实现产业化。
复旦大学
2021-04-10
乙炔氢氯化制氯乙烯Au基催化剂
"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯树脂(PVC)。目前我国氯乙烯生产主要通过乙炔法生产。然而，乙炔法一直采用剧毒的氯化汞催化剂，严重制约着乙炔法的可持续发展。Au催化剂被众多研究者认为是最有可能工业化的非汞催化剂。本研究制备了一种促进型Au基催化剂，结果表明该催化剂对Au活性物种的失活、催化剂载体表面的积碳消除作用有明显的促进效应。稳定性考评结果显示，在工业条件下，氯乙烯选择性为100%，预估寿命超过3000 h。相关研究结果已申请多项中国专利。 项目已完成实验室小试和催化剂组成，载体等参数的优化和催化剂放大制备。拟应用于全国层面的氯碱行业替代剧毒氯化汞催化剂，即煤基乙炔氢氯化合成氯乙烯单体过程中的关键催化剂，在不改变原有乙炔氢氯化工业反应条件前体下仅替换现有氯化汞催化剂即可，具有较好的社会效益。"
厦门大学
2021-04-10