9月14日，國(guó)際能源學(xué)類頂級(jí)期刊、美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)旗下雜志《ACS Energy Letters》刊發(fā)了電解水制氫相關(guān)技術(shù)新成果，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)加入一種含10%銫元素的新材料，可顯著提升固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率。

加入一種含10%銫元素的新材料，可使固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率提升至傳統(tǒng)電解水制氫技術(shù)的2-3倍，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，這是紫金礦業(yè)和華南理工研發(fā)團(tuán)隊(duì)近日取得的一項(xiàng)技術(shù)突破，有望為氫能高效制取提供新路徑。

該研究成果由紫金礦業(yè)新能源新材料科技（長(zhǎng)沙）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“紫金長(zhǎng)沙新能源公司”）與華南理工大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)等聯(lián)合取得，于9月14日發(fā)表在國(guó)際能源學(xué)類頂級(jí)期刊、美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)旗下雜志《ACS Energy Letters》。

利用電能將水分解，就得到了氫氣和氧氣，電解水制氫是一種最為清潔的制氫技術(shù)和儲(chǔ)能形式，但由于電能消耗高、制氫成本高等原因，使用占比僅為1%。如何降低電解水制氫成本，是行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)，也是真正實(shí)現(xiàn)能源零碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

經(jīng)過(guò)反復(fù)比對(duì)、嘗試摸索，紫金礦業(yè)與華南理工項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合成了含有10%銫等五種元素的全新化合物PrBa0.9Cs0.1Co2O5-δ。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，銫摻雜的新材料，極大提高了電解制氫的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性，在650℃、1.3伏，電解水制氫模式下，電流密度高達(dá)2.85安培每平方厘米。

本研究項(xiàng)目發(fā)明的銫摻雜新電極材料具有非常高的電化學(xué)反應(yīng)活性，使得電解過(guò)程在中低溫環(huán)境下運(yùn)行成為可能，從而大幅度降低運(yùn)行成本。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，紫金長(zhǎng)沙新能源公司總經(jīng)理劉瑛博士畢業(yè)于美國(guó)佐治亞理工學(xué)院，曾在多家世界500強(qiáng)企業(yè)長(zhǎng)期從事新能源項(xiàng)目科研管理工作，是固體電化學(xué)和氫能領(lǐng)域資深專家。劉瑛博士表示，“傳統(tǒng)電解制氫技術(shù)目前普遍的電流密度為1安培每平方厘米左右，但此次試驗(yàn)成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望顯著降低電解池材料和生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)使用壽命，為加快氫能高效制取提供極大助力。”

這一研究成果為銫元素在氫能產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，后續(xù)，紫金長(zhǎng)沙新能源公司將繼續(xù)推進(jìn)成果的中試和產(chǎn)業(yè)化。

紫金礦業(yè)于2022年6月收購(gòu)湘源硬巖鋰多金屬礦，該礦伴生銣、銫、鎢、錫等多種金屬，其中氧化銣49萬(wàn)噸，氧化銫8000噸，銣、銫具有很強(qiáng)的化學(xué)活性和優(yōu)異的光電效應(yīng)性能。

據(jù)可靠測(cè)算，該研究成果若取得廣泛應(yīng)用，將消耗300-500噸銫，有效解決銣、銫小金屬資源利用問(wèn)題。紫金礦業(yè)研究人員也正在研究銣元素在電解水制氫中的試驗(yàn)情況，以及銣、銫在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用情況。