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湖工大發(fā)布水解制氫反應(yīng)式,稱車載項(xiàng)目曾獲973計(jì)劃支持
5月26日,南陽(yáng)“水氫汽車”關(guān)鍵水解制氫技術(shù)支持方——湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)校在其官網(wǎng)發(fā)布說(shuō)明,并向媒體提供了圍繞此事四點(diǎn)疑問(wèn)的回復(fù)。
聲明顯示,董仕節(jié)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從2006年開(kāi)始研發(fā)相關(guān)技術(shù),并于2010年獲批科技部973前期專項(xiàng)研究項(xiàng)目“車載水解制氫用鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”。
學(xué)?;貜?fù)稱,此次關(guān)鍵制氫技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于研發(fā)了一種高效低成本的鋁合金水解制氫材料,該材料在自主研發(fā)的制氫裝置里和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣,可實(shí)現(xiàn)低成本即時(shí)制氫。
據(jù)董仕節(jié)介紹,由于制氫后的水解產(chǎn)物偏鋁酸可以直接作為阻燃材料使用,高品質(zhì)的偏鋁酸也可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè),偏鋁酸還可以進(jìn)一步加工成微納米級(jí)氧化鋁,因此成本可大大降低。
董仕節(jié)表示,其團(tuán)隊(duì)的技術(shù)已經(jīng)解決了材料、控制等氫氣制備等關(guān)鍵環(huán)節(jié),青年汽車開(kāi)發(fā)出了可以運(yùn)行的裝置?!澳壳霸谥茪浞磻?yīng)物的更換及后續(xù)制氫的穩(wěn)定性還待進(jìn)一步研究,如果這些技術(shù)難題解決了,相關(guān)技術(shù)就可完全成熟,在新能源汽車上的大規(guī)模應(yīng)用車載制氫技術(shù)就指日可待”。
以下是說(shuō)明及有關(guān)回復(fù):
一、關(guān)于“車載鋁合金水解制氫技術(shù)”的說(shuō)明
車載鋁合金水解制氫技術(shù)主要是利用金屬鋁與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備氫氣,屬于一種制氫技術(shù)。鋁水反應(yīng)制氫可用下面的反應(yīng)式表示:
2Al +4H2O=2AlO(OH)+ 3H2↑
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
鋁在地球上含量豐富,來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,密度低,且鋁水反應(yīng)的過(guò)程不產(chǎn)生含碳和氮的有害物質(zhì),產(chǎn)物環(huán)境友好,金屬鋁水解反應(yīng)也具有很高的氫氣產(chǎn)量和產(chǎn)氫速率。雖然鋁容易與水反應(yīng),但通常條件下由于鋁表面與空氣接觸,會(huì)覆蓋一層致密的氧化膜,阻礙金屬鋁與水的接觸反應(yīng),因而如何有效去除鋁表面的氧化膜,加速反應(yīng)的進(jìn)行,提高轉(zhuǎn)化率是鋁水反應(yīng)的關(guān)鍵。針對(duì)以上難點(diǎn),可通過(guò)優(yōu)化制氫鋁合金的成分以及制備工藝來(lái)獲得具有高活性的產(chǎn)氫鋁合金,實(shí)現(xiàn)快速水解制氫。制氫后得到水解產(chǎn)物偏鋁酸,可以直接作為阻燃材料使用,高品質(zhì)的偏鋁酸可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè),并可以進(jìn)一步加工成微納米級(jí)氧化鋁,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí),偏鋁酸和氫氧化鋁經(jīng)過(guò)加熱可以得到品質(zhì)較好的三氧化二鋁。
我校董仕節(jié)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從2006年開(kāi)始研發(fā)相關(guān)技術(shù),并于2010年獲批科技部973前期專項(xiàng)研究項(xiàng)目“車載水解制氫用鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”、2017年獲批國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“水解制氫用高活性微納米Al-Ga-In-Bi2O3-SnCl2材料的制備及產(chǎn)氫機(jī)理”。
授權(quán)專利ZL201610564832.5公開(kāi)了一種水解制氫鋁合金及其制備方法,主要是采用機(jī)械合金化的方式在金屬鋁粉中添加少量低熔點(diǎn)金屬和無(wú)機(jī)鹽制備出在常溫常壓下能與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的水解制氫鋁合金。并且,通過(guò)調(diào)整添加劑的含量可以獲得不同產(chǎn)氫量的水解制氫鋁合金。申請(qǐng)專利CN201910117543.4公開(kāi)了一種水解制氫鋁合金及其制備方法和應(yīng)用,其由90~95wt%Al和5~10wt%添加劑組成,所述添加劑為金屬單質(zhì)、金屬氧化物和金屬氯化物中的一種或多種。該水解制氫鋁合金采用機(jī)械合金化的方式制備而成。根據(jù)不同的需要,可以通過(guò)改變添加劑成分和含量以及機(jī)械合金化工藝參數(shù)獲得產(chǎn)氫性能不同的水解制氫鋁合金。上述兩項(xiàng)專利現(xiàn)已授權(quán)給南陽(yáng)市青動(dòng)能源科技有限公司,允許其在授權(quán)期間使用,且授權(quán)期限為4年。
二、目前“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車”存在以下四點(diǎn)疑問(wèn)
疑問(wèn)1:“南陽(yáng)神車”是否由湖北工業(yè)大學(xué)提供技術(shù)支持?
官方回應(yīng)稱,“網(wǎng)上說(shuō)的‘南陽(yáng)神車’使用的關(guān)鍵制氫技術(shù)的確是由湖北工業(yè)大學(xué)提供支持”。
該制氫技術(shù)由湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜,其技術(shù)名稱為車載鋁合金水解制氫技術(shù)。團(tuán)隊(duì)從2006年開(kāi)始研發(fā)相關(guān)技術(shù),并獲得國(guó)家973前期研究項(xiàng)目和國(guó)家自然基金的支持。前兩年,通過(guò)科技成果轉(zhuǎn)化的途徑,團(tuán)隊(duì)與青年汽車集團(tuán)簽訂合作協(xié)議,在大規(guī)模制氫及車載鋁合金水解制氫新能源的運(yùn)行控制等技術(shù)上開(kāi)展攻關(guān)合作”。
湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授表示,其技術(shù)與網(wǎng)傳的所謂的“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”并不是一回事,青年汽車只是使用了團(tuán)隊(duì)授權(quán)的制氫材料和相關(guān)技術(shù),而其他的車用技術(shù)及裝備來(lái)自于青年汽車。“通過(guò)我們的特殊材料和相關(guān)技術(shù)裝置可以將水轉(zhuǎn)換成為氫氣,氫氣再通過(guò)氫燃料反應(yīng)堆,產(chǎn)生電能,然后驅(qū)動(dòng)車載電機(jī)和引擎,驅(qū)動(dòng)汽車行駛”。
董仕節(jié)說(shuō),制氫技術(shù)是新能源汽車動(dòng)力的關(guān)鍵之一,由團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支持,其他相關(guān)動(dòng)力技術(shù)青年汽車已通過(guò)其他途徑在整合研發(fā)之中。
疑問(wèn)2:關(guān)鍵制氫技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)是什么?
“我們的制氫技術(shù)并不是在一個(gè)裝置里加水就可以產(chǎn)生氫氣,而是水在制氫裝置中與新型制氫材料共同作用的結(jié)果?!焙惫I(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授解釋,團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)在于研發(fā)了一種高效低成本的鋁合金水解制氫材料,該材料在自主研發(fā)的制氫裝置里和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣,可實(shí)現(xiàn)低成本即時(shí)制氫。
“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我們的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于制氫材料和制氫裝置。”董仕節(jié)說(shuō),水只是一個(gè)必備的反應(yīng)物,核心技術(shù)是制氫材料、裝備和控制系統(tǒng)?!败囕v只需加水即可行駛純屬誤解”。
董仕節(jié)說(shuō),團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的高效低成本的鋁合金水解制氫材料,已獲得授權(quán)專利10項(xiàng)?!笆且豁?xiàng)實(shí)實(shí)在在的科技創(chuàng)新,美國(guó)等國(guó)家也有類似技術(shù),但我們的技術(shù)在制氫速度、效率等工業(yè)化制備應(yīng)用上已處于世界先進(jìn)水平”。
疑問(wèn)3: 制氫技術(shù)是否已達(dá)到了新能源車規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性要求?
有專家表示,從技術(shù)角度來(lái)講,在特定的裝置中,通過(guò)水和特殊材料反應(yīng)獲得大量的氫氣來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車具有可行性,但需要解決鋁鈍化、產(chǎn)物和鋁粉分離等技術(shù)問(wèn)題。從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看,市場(chǎng)上鋁的價(jià)格已經(jīng)超過(guò)10元每公斤,按照9公斤鋁制取一公斤氫氣計(jì)算,則生產(chǎn)一公斤氫氣的材料成本在63-90元,尚未考慮將塊狀鋁制成鋁粉的費(fèi)用和能耗。因此,這種制氫路線并不符合節(jié)能和環(huán)保的要求。
董仕節(jié)告訴記者,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)就成本和環(huán)保的問(wèn)題進(jìn)行了考慮。他說(shuō),制氫后的水解產(chǎn)物偏鋁酸可以直接作為阻燃材料使用,高品質(zhì)的偏鋁酸可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè),偏鋁酸還可以進(jìn)一步加工成微納米級(jí)氧化鋁。制氫后的水解產(chǎn)物都有較高的利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,通過(guò)新能源汽車的使用回收后,可解決成本和環(huán)保的問(wèn)題?!斑@些水解產(chǎn)物將通過(guò)汽車廠家回收再利用實(shí)現(xiàn)其價(jià)值,成本可大大降低?!?/p>
疑問(wèn)4:目前相關(guān)制氫技術(shù)是否已經(jīng)成熟,在新能源汽車上的應(yīng)用還要走多長(zhǎng)的路?
目前,氫燃料電池技術(shù)面臨的兩個(gè)重大技術(shù)問(wèn)題:車載儲(chǔ)氫技術(shù)、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),在這兩個(gè)重大技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有有效解決之前,車載水解制氫氫能源汽車集制氫、運(yùn)氫和儲(chǔ)氫于一體的技術(shù)不不失為一種可行的中間解決方案,當(dāng)然未來(lái)最佳方案是車載儲(chǔ)氫技術(shù)達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平。
董仕節(jié)表示,其團(tuán)隊(duì)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了廉價(jià)可控的生產(chǎn)方式,隨時(shí)制備,隨時(shí)使用,不需要存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)。“只需要在新能源汽車上安裝一個(gè)制氫裝置,循環(huán)更換裝置里的反應(yīng)材料即可,需要多少氫氣就制多少氫氣用多少氫氣,可以解決目前使用高壓儲(chǔ)運(yùn)氫的過(guò)程中,存在氫氣泄漏、爆炸的危險(xiǎn)”。
還有人質(zhì)疑,目前提取氫的技術(shù)并不具備大范圍可推廣性。董仕節(jié)認(rèn)為,其團(tuán)隊(duì)的技術(shù)已經(jīng)解決了材料、控制等氫氣制備等關(guān)鍵環(huán)節(jié),青年汽車開(kāi)發(fā)出了可以運(yùn)行的裝置?!澳壳霸谥茪浞磻?yīng)物的更換及后續(xù)制氫的穩(wěn)定性還待進(jìn)一步研究,如果這些技術(shù)難題解決了,相關(guān)技術(shù)就可完全成熟,在新能源汽車上大規(guī)模應(yīng)用車載制氫技術(shù)就指日可待”。





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