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高效人工光合成太阳能制氢材料与技术产业化项目
项目简介
绿色氢能技术是世界能源转型的重大战略方向。氢能作为可再生能源的载体，有望逐步替代化石能源在全球能源消费中的占比。大力发展低碳环保的规模化氢能技术是有效应对当今世界两大挑战石油短缺和环境污染的重要战略举措。同时氢燃料电池车产业的蓬勃发展也将依赖并极大的促进低绿色制氢技术的发展。预计到2030年，全球氢燃料电池车的存量将超过500万辆，对应高品质氢气的年需求量超过700万吨。 长远来看，将太阳能高效转化为氢能进行储存、运输和使用将是未来绿色零碳排放制氢的战略选择和主要技术路径。光电解水制氢，相较于其它太阳能制氢技术具有较高的转化效率和较低成本的综合优势，是广泛认可的最有潜力实现产业化应用的太阳能制氢技术。
技术优势
本项目瞄准光电解水制氢技术的产业化应用，开发具有高太阳能转化效率和长寿命的水分解光电极材料、电极与器件制备技术以及规模化低成本合成与制备工艺。取得世界领先水平的代表性技术优势包括： 1、钒酸铋光阳极单电极效率突破2%； 2、钒酸铋光阳极电极寿命突破1000小时； 3、光电解水全水分解器件效率突破3.5%； 4、开发了一种利用半导体光催化纳米粒子制备高效率光电解水制氢光电极的电极制备技术，具有成本低和易规模化等有点； 5、开发了一种成本低步骤少合成具有理想尺寸高性能半导体光催化纳米粒子的合成方式。
应用市场
本项目所开发的光电解水制氢技术作为我国乃至全球的战略性能源技术，具有重要的战略意义与广阔的市场前景。全球氢气需求庞大，面向传统应用的市场规模约为1150亿美元，这一需求仍将保持约6%的年增长率。随着新能源产业尤其是氢燃料电池车以及燃料电池分布式发电网络的发展，到2030年预计新增氢气 市场需求将超过150亿美元，到2050年预计将达到3000至5000亿美元。同时随着传统能源企业的转型以及社会资本对太阳能制氢等新能源技术的投入，关键材料与技术开发、转让、许可等也将具有相当可观的市场规模。
主要研究人员
况永波，博士，研究员，博士生导师，中科院宁波材料所人工光合成与能源催化团队负责人。 2007年本科毕业于上海交通大学，获得应用化学学士学位。后留学日本东京工业大学从事绿色催化研究，并于2011年获得材料物理与化学博士学位，随后留校从事燃料电池非贵金属催化剂研究。2013年加入东京大学堂免一成教授领导的大型人工光合成项目做特任研究员，主要从事太阳能分解水制氢的研究，在光电极太阳能氢能转化效率和耐久性方面取得了多项重要成果。目前在 Nature Energy、Joule、Angewandte Chemie- International Edition、JACS、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials等国际期刊发表论文20余篇。取得国际国内授权专利5项。应邀担任Advanced Materials, Advanced Energy Materials等10余种国际学术期刊审稿人。
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