氢能有着可再生、能量密度高的突出优点。但传统制氢过程伴随大量碳排放,以电解水制氢为核心的绿色制氢方案则成为低碳经济的主流发展方向。然而,目前该方案的产能却仅占国家氢能总产值的1%。
为何发展难?带着这个问题,日前,华南理工大学“魔氢科技”团队走遍南粤大地,深入一线车间,与专家学者面对面,发现缺乏高效、能耗低、自主技术的催化剂产品是制约绿色制氢发展取得实质性突破的问题。
据悉,历经4年沉淀,“魔氢科技”团队怀揣着为绿氢产业低碳高质量发展贡献青春力量的初心,从方法、材料、体系三个方面逐一进行技术攻关,独创魔氢“新质生产力”——新型MOF基电催化剂,扎根祖国大地,一步一个脚印助力实现碳中和、碳达峰目标。
图为“魔氢科技”团队在开展实验。胡安谦 供图
投身“强基计划”,筑牢创新根基
2020年,“魔氢科技”团队负责人胡安谦抱着科技助力强国建设的梦想,毅然报名加入到教育部首届“强基计划”中,立志做确有意义的研究。
第一次接触到MOF材料是在大一的课堂讲座上,这种形貌多样、应用广泛的MOF基催化剂一下就吸引了胡安谦的目光。自此,从事催化新材料领域研究、探索其在“双碳”领域应用的想法,就像一颗种子在她的心中生根发芽。
于是,在“强基计划”本科生导师制的支持下,她主动联系导师,正式开始踏上科研之路。初入实验室是忙碌且手足无措的,作为“科研小白”,既要投入大量时间看文献,又要学习实验和测试技巧。但她从中发掘了无限乐趣,朝而往暮而归,在往返不同校区的路途上、在课堂与实验室间、在与师长的交谈中,收获成长与进步。
瞄准战略需求,绘就“绿氢”蓝图
2021年初,“氢能技术”成为我国重点研发计划重点专项,胡安谦也在一步步探索中,发现了发展绿氢的迫切性。于是,她在校内寻找了一批来自不同院系、志同道合、优势互补的同学,组建起“魔氢科技”团队,在李映伟教授和陈立宇教授的指导下,瞄准当下战略需求,将研究重点放在以MOF基催化剂解决电解水制氢材料价格贵、能耗大、效率低的难题上。
据介绍,团队名为“魔氢科技”,“魔”取自MOF基催化剂的谐音,“氢”取自于催化剂的高效制氢功效。凝聚多学科智慧,历经1500个日夜,团队在广东省“攀登计划”科技创新战略资金和国家大学生创新创业训练计划等学生科创项目的支持下,从新型催化剂的制备、材料性能探索到高效制氢体系的搭建,逐步实现技术突破,实现低成本、低能耗、高效率制氢。
胡安谦提到:“我们所在的课题组在MOF材料领域有着10余年的研发基础,前辈已经完成了许许多多的研究探索,为我们提供了宝贵的经验,我们是站在巨人的肩膀上去做这些事的。”技术完全自主,且成本大幅降低,魔氢的催化剂产品有望助力高投入、高污染、高能耗三高型企业绿色转型,推动我国“绿氢”产业低碳高质量发展。
目前,团队的创新成果已经斩获中国国际大学生创新大赛金奖、“挑战杯”广东省课外学术科技作品竞赛特等奖、“挑战杯”广东大学生创业计划竞赛金奖等竞赛奖项,创新成果和商业前景广受认可。团队也已成立广东青年大学生“百千万工程”突击队和“三下乡”社会实践团队,推广科研成果的同时,在实践中增本领、长才干。
“绿电”制“绿氢”将成为低碳经济的主流发展方向,高效的“绿氢”催化剂也是华南理工大学“魔氢科技”团队未来持续攻关的目标。(记者 姜宁)