国际关注！东北985教授团队突破氢能技术瓶颈，转化率超96%！

氢是洁净的能源载体，但氢的安全、高效储运是氢能大规模应用中的技术瓶颈。数据显示，在我国氢能供应的各个环节中，储存和运输占到了总成本的35% 55%。在众多制氢技术中，分布式制氢在储运环节优势明显，早在2016年，国家发改委和国家能源局就将分布式制氢技术列为氢能与燃料电池领域技术创新的战略发展方向。而在最近，大连理工大学的科研团队在这一领域取得了新的研究进展。

全球能源结构的低碳化、清洁化转型和许多国家碳中和目标的确定，为氢能带来了良好的发展预期，氢能已成为欧盟、日本以及韩国等发达国家重点发展的领域之一。2017年以来，中国氢能产业呈现爆发式发展，加氢站作为氢能的交通基础设施正在全国多个城市布局建设。加氢站供应的氢气主要依靠长管拖车运输，这种方式存在安全风险，并且装卸载时间长，运输能力低，运输成本高，综合能效不合理，使得加氢站的氢气保供与价格问题变得越来越突出，成为制约整个氢能产业持续发展的关键要素。因此，分布式站内制氢就地供氢方式越来越受到关注，并在美国、日本以及欧洲等得到了应用。

太阳能光热驱动的蒸汽甲烷重整是实现能源脱碳、升级和利用的有效途径，其中分布式太阳能热化学反应器(STR)被广泛研究。STR是实现太阳能光-热-化学转化的关键部件。然而，目前的STR存在导热性能差和受太阳能辐照度制约的问题。面对这一问题，大连理工大学能源与动力学院唐大伟教授团队提出了一种基于高温热管的管式反应器，突破目前制氢反应器技术瓶颈，实现了太阳能光热与光伏电的混合能源供应的全时长产氢。

考虑到甲烷蒸汽重整是强吸热过程，因此，强化反应器传热性能是提升光-热-化学转化率的有效手段，研究团队设计了具有相变金属及毛细心的同心高温热管热化学反应器。研究表明：（1）反应器响应速度较快，且均温性为96.5%，高于传统STR约60%以上，有效避免反应过程中反应器局部过热和催化剂烧结。（2）反应器运行稳定，在全时长制氢过程中，甲烷转化率达96%以上，氢气纯度高于70%，且光-热-化学能量转化达到40%以上。该研究实现了分布式太阳能利用及高效能源转换，同时指明了STR的发展方向。

近期，相关成果以“A high temperature tubular reactor with hybrid concentrated solar and electric heat supply for steam methane reforming”为题发表于国际知名期刊Chemical Engineering Journal（IF：13.27），论文的第一作者为大连理工大学能源与动力学院博士生马靖，通讯作者为唐大伟教授和李林副教授。其余相关成果申请并授权项发明专利一项、实用新型专利两项，同时获得企业资助支持。以上工作得到国家自然科学基金、海洋能源利用与节能教育部重点实验室、大连市重点领域创新团队的大力支持。

拓展阅读：

唐大伟，大连理工大学能源与动力学院教授、博士生导师，现任能源与动力学院院长，海洋能源利用与节能教育部重点实验室副主任，能源研究院院长。主要从事极端条件热物理、高强度传热、聚光太阳能利用等方面的研究工作。主持了国家自然科学基金重点项目、重点国际合作项目、NSFC-JST重大国际合作项目、面上项目；科技部国家重大科学仪器设备开发专项项目、国家重大科学研究计划项目课题、973项目课题、863项目、国家重点研发计划子课题；XX探索重大项目、A计划项目、XX-809项目、XX-802项目、XX重大专项课题等。出版专著1部，著作章节4部。发表学术论文400余篇，其中学术期刊论文280余篇，SCI收录170篇，SCI他引2800余次，获得授权国家专利90余项。

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注：文章部分素材来自大连理工大学官网、大连理工大学能源与动力学院、中国科学院沈阳分院、中国石化石油化工科学研究院等