6月28日，2023世界新能源新材料大会在鄂尔多斯市召开，会上5项重大前沿科技成果重磅发布。其中氢能相关的科技成果包括中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高团队的全球首创插片式带压电解槽及氢舟TM电解水制氢系统、中国科学院院士、大连化物所研究员李灿团队的液态阳光技术、清华大学教授、鄂尔多斯实验室主任魏飞团队的二氧化碳加氢一步法制芳烃技术。
NO.1
全球首创插片式带压电解槽及氢舟TM电解水制氢系统
(资料图片仅供参考)
——中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高团队
历时两年正向研发，欧阳明高院士团队孵化的绿氢科技公司海德氢能推出新一代电解水制氢系统氢舟TM，集成冬奥氢安全技术、云帆电解单片与数字化平台，提供安全、智能、高效的先进绿氢制取解决方案。
氢舟TM系统搭载了基于团队自研的云帆标准化单片，设计开发的全球首个可拓展插片式带压电解槽，云帆标准化方形单片历经10000小时以上的流场优化设计，电解反应更加均匀高效，直流电耗3.98kWh/Nm3，运行范围20%—110%，加减载速率5%/s，多项指标均为国际领先水平。基于云帆单片、先进成组工艺及智能检测分析技术，氢舟TM系统可实现12小时内制氢现场的单片级更换与升级，维护成本降低90%。氢舟TM电解水制氢系统目前可以实现50-1000标方/每小时定制化集成，并开发了绿氢工厂解决方案。
该项先进技术成果已成功应用于鄂尔多斯智慧制氢示范项目，并已经与壳牌、中石化、圣圆能源等国内外知名企业开展合作。
NO.2
液态阳光技术
——中国科学院院士、大连化物所研究员李灿团队
中科院大连化物所李灿院士团队联合中煤集团研发了全球首套10万吨级液态阳光工业化技术，具体包括高效固溶体催化二氧化碳加氢制甲醇技术，低能耗、大规模碱性电解水制氢技术、风光发电制氢及甲醇合成的全流程智慧化管控三项关键技术。针对二氧化碳加氢制甲醇技术，研发了具有自主知识产权的固溶体催化剂，使催化剂稳定性由现有研究的几百小时提升至5000小时，并将甲醇选择性由60%—70%提高到85%以上，受到国内外广泛关注；针对目前碱性电解水制氢能耗高、规模小的问题，开发了非贵金属原子级分散新型催化剂，攻克了低能耗、大规模碱性电解水制氢技术，针对可再生能源发电的不稳定性与甲醇合成要求的稳定性之间的矛盾，研发了风光耦合发电制氢智慧化管控技术与负荷可调甲醇合成工艺，打通了低成本可再生能源制备甲醇全流程。
我国当前甲醇表观消费量已接近1亿吨/年，若全部采用液态阳光技术，可减排二氧化碳约4亿吨/年。液态阳光技术还是解决水泥、钢铁等刚性二氧化碳排放行业碳减排的重要技术手段。
NO.3
二氧化碳加氢一步法制芳烃技术
——清华大学教授、鄂尔多斯实验室主任魏飞团队
使用绿色电能通过电解水制得绿氢，与工业排放的CO2结合生产现代社会所必需的芳烃等化学品以及航空煤油等绿色燃料，既是大规模消纳间歇不稳定可再生能源的关键，也是双碳目标下可盈利新工业过程。
清华大学教授、鄂尔多斯实验室主任魏飞团队创制了纳米金属氧化物与分子筛耦合催化剂，实现了温和条件下将二氧化碳和绿氢一步法生成90%以上芳烃或航煤等高端产品。打破了加氢和芳构化操作条件不匹配，原料高转化率和产品高选择性难以同时达成的技术瓶颈。
项目得到2020年内蒙古自治区重大科技专项支持，目前已完成百吨级中试验证，与内蒙古久泰集团合作进行全球首套万吨级工业示范。项目的产业化构造可再生能源与CO2高效利用的现代绿色能源产品链，占据国际绿色航空能源竞争制高点，培育万亿高端绿色产品市场，实现经济效益、环境效益和社会效益的和谐共赢。
NO.4
全球首套电石法聚氯乙烯（PVC）无汞化生产技术
——内蒙古鄂尔多斯电冶集团
鄂尔多斯电冶集团于2015年组建一支兼具研发和工业应用的多学科互补、多专业搭配、多机构联合的PVC无汞创新人才团队。历时7年实现了技术的重大突破，解决了催化剂寿命短、副产物量大、诱导期长、黄金流失严重等一系列核心问题，建设了全球首家电石法PVC无汞规模化工业生产示范工厂；获得了生态环境部认证，对全球存量及增量PVC产业做出了重要的探索和示范，是全球《关于汞的水俣公约》缔约国履约的关键里程碑。
鄂尔多斯电冶集团已形成了拥有完整自主知识产权的无汞催化工艺包，达到国际领先水平，推动无汞绿色PVC产品进入更高端应用领域，引领全球电石法PVC行业全面向无汞化绿色转型升级发展。
NO.5
高焓值系列高低温煤基相变材料
——内蒙古伊泰集团
内蒙古伊泰集团经过5年艰苦攻关，自主研发了煤基高端相变材料新技术，煤经气化、费托合成、精密分离等反应分离过程，实现了从煤炭到高端相变材料的转变，形成相变点覆盖20~80℃范围的全系列相变蜡产品，焓值最高达到240J/g以上，技术指标及产品牌号数量均达到全球领先水平，已在内蒙古鄂尔多斯高新技术产业园区建成了1000吨/年工业示范装置，实现了稳定生产。其中72号相变蜡产品已稳定供应中国航天科工集团，成功应用于航天工业。已申请国际专利1件、中国专利25件。
该技术的研发成功，实现了从传统煤炭到高端新材料的跨越和突破，为煤化工产业转型升级和高质量发展探索了一条可行的道路，对于保障我国航天工业特种相变材料的稳定可靠供应，以及应用于节能环保等其他领域、助力国家实现“双碳”战略目标，均具有良好的经济和社会效益。
