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“加入一種含銫元素的新材料，可使固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率較傳統(tǒng)電解水制氫技術(shù)得到較大提升。”這是紫金礦業(yè)海外引進(jìn)的頂尖人才劉瑛博士針對(duì)電解水制氫“電能消耗高、制氫成本高”，制約有著“終極能源”之稱的氫能加快推廣應(yīng)用的問題，提出的解決方案。

該方案經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，于近日取得突破。9月14日，國際能源學(xué)類頂級(jí)期刊、美國化學(xué)學(xué)會(huì)旗下雜志《ACS Energy Letters》，發(fā)表了該項(xiàng)以劉瑛博士、華南理工陳宇教授等為聯(lián)合通訊作者的研究成果，認(rèn)為達(dá)到國際領(lǐng)先水平，有望為氫能高效低能耗制取提供新路徑。

一直以來，電解水制氫的方式存在電能消耗高、制氫成本高等問題，制約著氫能源的推廣應(yīng)用。劉瑛博士是固體電化學(xué)和氫能領(lǐng)域頂尖的青年專家。為破解電解水制氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難題，紫金礦業(yè)加大學(xué)科帶頭人引進(jìn)力度。2022年底，劉瑛加盟紫金礦業(yè)任長沙新能源新材料科技公司總經(jīng)理。

2023年1月，劉瑛博士在一次交流中提議，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，在電解水制氫中或許能發(fā)揮作用。經(jīng)與華南理工大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)溝通，雙方達(dá)成合作共識(shí)。作為項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人，劉瑛主持項(xiàng)目選題和監(jiān)管，并深度參與到實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論、論文撰寫和專利申報(bào)之中。

經(jīng)過反復(fù)比對(duì)、嘗試摸索，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合成了全新化合物。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，銫摻雜新電極材料具有非常高的電化學(xué)反應(yīng)活性，使得電解過程在中低溫環(huán)境下運(yùn)行成為可能，極大提高了電解制氫的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性，從而大幅度降低運(yùn)行成本。

劉瑛博士表示：“傳統(tǒng)電解制氫技術(shù)如堿性和質(zhì)子膜電解池普遍的電流密度為0.5—1.5安培每平方厘米，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，延長使用壽命，為加快氫能高效制取提供極大助力，同時(shí)，紫金礦業(yè)于2022年6月收購湘源硬巖鋰多金屬礦，該礦伴生氧化銣49萬噸，氧化銫8000噸。據(jù)可靠測算，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題。”

近年來，紫金礦業(yè)與福州大學(xué)合作成立福大紫金氫能公司，在氨氫能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面取得重大突破并逐步走向市場，累計(jì)獲得專利授權(quán)34項(xiàng)。目前，研究人員正在研究銣元素在電解水制氫中的試驗(yàn)情況，后續(xù)，紫金礦業(yè)長沙新能源新材料科技公司將繼續(xù)推進(jìn)成果的中試和產(chǎn)業(yè)化。 

原標(biāo)題：電解水制氫，獲重要突破！