成果發(fā)布 /清華大學-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項

清華大學-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項于2022年2月正式啟動，由鄂爾多斯碳中和研究院組織實施。項目緊密結合鄂爾多斯資源稟賦和發(fā)展需求，圍繞“風光氫儲車”全產業(yè)鏈布局，重點突破零碳園區(qū)建設、綠電利用、制氫裝備等關鍵技術瓶頸。專項實施以來，已取得多項原創(chuàng)性科研成果并在當?shù)爻晒β涞剞D化，為資源型城市綠色低碳轉型提供了技術支撐和實踐樣板，對推動區(qū)域經濟高質量發(fā)展具有重要意義。

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制氫加氫一體化站氫安全管理及先進站內制氫系統(tǒng)

關鍵技術研究

項目背景：

氫能產業(yè)作為新質生產力的典型代表，具有高科技、高效能、高質量特點，是推動經濟轉型升級的重要引擎，是我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重點發(fā)展方向。內蒙古作為中國的重要能源基地，發(fā)展氫能產業(yè)符合國家戰(zhàn)略需求，有助于推動能源結構轉型，培育新質生產力，提升科技創(chuàng)新能力和產業(yè)競爭力，構建開放型經濟。

項目創(chuàng)新性：

清華大學車輛與運載學院楊福源教授團隊提出“制-儲-加-用”一體化系統(tǒng)。團隊從制氫關鍵零部件開發(fā)、氫安全著手開展全生命周期氫安全鏈條研究。

先進站內制氫系統(tǒng)關鍵技術研究方面，電極和隔膜作為堿性電解水制氫系統(tǒng)的關鍵零部件，對綠氫制備的能耗和安全起到關鍵性作用。團隊通過對結構刻蝕、電沉積工藝的優(yōu)化開發(fā)出了低成本、高耐久的非貴金屬電極，為制氫系統(tǒng)的高效運行提供了關鍵材料支撐。在隔膜方面，團隊已經完成三代隔膜的產業(yè)化布局，并已實現(xiàn)商業(yè)化推廣應用。復合隔膜阻氣性相較PPS隔膜提升2個數(shù)量級，能更好隔絕氫氧交叉保障制氫安全；全球首發(fā)的離子溶劑膜因其更致密的結構、更優(yōu)異的拉伸強度和耐久性也更適配波動性強、安全需求高的大規(guī)模風光耦合制氫場景。

氫安全方面，依托分層架構與數(shù)據挖掘技術，構建氫安全智能集控平臺，融合多項自研泄漏檢測技術，實現(xiàn)氫氣泄漏態(tài)勢感知與風險預判，推動氫安全管理從被動處置向主動防控轉型。近場氫泄漏快速檢測系統(tǒng)實現(xiàn)百毫秒級極速響應，支持多端協(xié)同作業(yè)；穿戴式氫氣報警器小巧便攜，響應迅速，三重報警機制全方位守護涉氫作業(yè)人員安全；遠場泄漏感知定位系統(tǒng)采用非接觸式檢測技術，精準鎖定泄漏位置并可視化呈現(xiàn)。

研究成果：

申請隔膜相關專利5項、發(fā)表論文2篇，牽頭制定隔膜團體標準1項，參與省部級課題3項，獲得了膜行業(yè)專利優(yōu)秀獎。申請氫安全相關專利20余項、發(fā)表論文20余篇，參與制定氫安全相關團體標準1項，牽頭或參與國家級課題7項。

項目意義及應用情況：

本項目開發(fā)了融合“近場+遠場”氫氣監(jiān)測軟硬件一體的氫安全防護技術及系統(tǒng)解決方案，已交付至內蒙古圣圓能源制氫加氫一體化項目，實現(xiàn)對圣圓綠氫工廠氫安全狀態(tài)智能實時管理。同時研發(fā)了基于新型電極及復合隔膜的下一代堿性電解水制氫系統(tǒng)樣機，推動綠氫制備邁向更高水平的規(guī)?；c產業(yè)化。課題成果突破氫能產業(yè)鏈關鍵技術與安全瓶頸，實現(xiàn)了氫能產業(yè)鏈“制-儲-加-用”的系統(tǒng)化貫通，助力鄂爾多斯“電-氫-站-車”一體化氫能交通體系建設，為構建城市級氫能交通解決方案樹立了先行樣板，助力鄂爾多斯氫能產業(yè)的快速發(fā)展和我國能源產業(yè)的清潔化轉型。

近場氫泄露快速感知系統(tǒng)-工業(yè)級控

下一代復合隔膜