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【4.8直播】洁净煤“碳”索(七)“氢能与洁净煤技术融合发展”学术沙龙

来源:化学加视频号      2023-04-08
导读:2023年4月8日8:30—17:30;洁净煤“碳”索(七)“氢能与洁净煤技术融合发展”学术沙龙

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1. 中国氢能及燃料电池创新进展 

明平文   教授

同济大学

专家简介:明平文,同济大学教授,博士生导师,从事燃料电池的过程机理解析与衰减抑制、过程强化理论与超高功率密度电堆、传递与反应新过程及高效新材料体系等方面研究。兼任“十四五”国家科技重点研发计划“氢能技术”专项专家组组长。国家特支计划首批科技创新领军人才。承担或主持了973863、中科院重大专项等燃料电池相关课题30余项;在燃料电池极板功能结构与材料、膜电极衰减机制与抑制、阴阳极水热管理与器件等研究方向累计发表论文90余篇,授权并有效发明专利90余项、PCT发明2项,获省部级科学技术特等奖1项、一等奖1项、二等奖3项。

报告摘要:报告首先介绍氢元素与氢物料,综述科技创新驱动氢能的发展历程、近来“碳中和”目标对发展氢能的需求共识、加速变局下氢能被赋予的新使命;接着,回顾我国新能源汽车战略中燃料电池汽车的科技先导、自主创新、产业示范历程,探讨氢燃料和氢动力科技的广延与内涵;然后,介绍新时代新征程中氢能技术的全环节推进计划及科技创新目标,构想我国氢动力驱动氢能社会发展的可能步骤;最后,简要汇报本人团队的科研方向及新近进展。


 

2. “绿氢”助力煤化工深度脱碳 

    高级工程师

隆基氢能科技有限公司

专家简介:马军,1993年开始在苏州竞立制氢设备有限公司工作,先后担任公司副总经理、总经理职务,20185月起担任考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司总经理。自202210月起担任西安隆基氢能科技有限公司总裁。担任国家科技部2018年国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项课题负责人,攻克高电密千立方级大型碱性电解槽的技术难关;主持研制成功全球首台产氢量达到1000 m3/h的碱性电解槽;参与多个国家标准的制订、修订,如GB 323112015《水电解制氢系统能效限定值及能效等级》、GB/T 345372017《车用压缩氢气天然气混合燃气国家标准》和GB/T 375622019《压力型水电解制氢系统技术条件》等。

报告摘要:国家十四五要求,推动煤炭和新能源优化组合。从“能耗”双控向“碳排总量和强度”双控转变,只有引入绿氢才能深度脱碳。绿氢产业发展本质:助双碳、固安全、促经济;绿氢技术发展本质:降低单位绿氢成本(LCOH),推动光伏技术进步、LCOE降低+提高电解水制氢系统效率,利用“组合拳”助推产业发展。


 

3. 氨高效合成与利用

 

江莉龙   研究员

福州大学

专家简介:江莉龙,研究员,博士生导师,现任福州大学石油化工学院院长、化肥催化剂国家工程研究中心主任;国家杰青、“万人计划”科技创新领军人才;担任国家基金委创新群体学术带头人、科技部重点领域创新团队负责人和全国高校黄大年式教师团队负责人。在Nat. Commun.ChemACS Catal.AIChE.J.等期刊发表论文160余篇,授权发明专利130余项,制订国家和行业标准8项;以第一完成人获省部级科技成果一等奖5项和省教学成果特等奖1项。兼任Apply Catalysis A和《中国化学工程学报》(英)等期刊编委。

报告摘要:氨是粮食安全的保障,也是无碳高效储氢介质。福州大学固氮团队针对以煤为原料合成氨高温高压高能耗的难题,以开发低温低压合成氨技术为目标,创制出新一代高性能工业钌(Ru)基合成氨催化剂,开发了安全高效低能耗的“铁串钌催化”合成氨成套技术,建成了世界首套以煤为原料的20t“铁串钌”工业合成氨装置并实现长周期稳定运行和推广应用,吨氨综合能耗降低约0.22 t标准煤(吨氨约减排580 kg CO2),为我国5600t合成氨工业的节能减排提供了技术支撑。在此基础上,团队率先发展氨氢转换催化技术,开发了氨低温分解制氢提纯一体化加氢站、分布式长续航低噪音氨-氢燃料电池发电站和氨-氢内燃机等新技术与新装备,打造“可再生能源电解制氢—氨储氢—氨&氢能”的“零碳循环”经济路线,为国家“碳达峰、碳中和”提供一条重要的技术途径。


 

4. 氢能:新能源与煤化工耦合低碳发展之路

 

    高级工程师

山东能源集团

专家简介:刘涛博士毕业于国际美国加州理工学院化学系。现担任山东能源集团大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心副主任。长期从事氢能技术与分布式能源系统研究,是科技部国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”专项的“醇类重整制氢及冷热电联供的燃料电池系统集成技术”项目课题负责人和山东省重大创新工程项目“工业副产氢能利用与纯化技术研究与应用”项目负责人。

报告摘要:“双碳”目标加快了我国能源消费结构从传统化石能源体系向可再生新能源体系的转变,煤化工产业正面临发展和减碳双重挑战,在此背景下,绿色低碳成为产业重要发展方向。结合煤化工产业发展现状,简述了煤化工先进工艺和相应煤化工产品的碳排放情况,阐述了CCUS、绿电制气等发展迅速的煤化工减碳技术。从长远来看采用可再生能源电力,通过电解方式制备氢气、一氧化碳或合成气是实现煤化工深度脱碳的关键;讨论了SOEC技术与煤化工耦合应用的发展前景。最后,介绍了山东能源集团绿色低碳技术布局以及新能源研发、低碳技术攻关等方面的成果和进展。


 

5. 天然气中低温重整制氢与脱碳

 

    研究员

中国科学院工程热物理研究所

专家简介:郝勇,中国科学院工程热物理研究所研究员,中国科学院大学岗位教授,国家高层次海外人才。主要研究方向为太阳能燃料、氢能、化石能源脱碳、分布式能源、低碳能源技术,承担国家级、省部级课题10余项,发表学术论文70余篇,获国际国内专利授权10余项。获中国工程热物理学会“吴仲华优秀青年学者奖”等奖励。担任科技部重点专项、国家自然科学基金委会评专家。现任综合类国际学术期刊Science Bulletin副主编、能源领域国际学术期刊Applied Thermal Engineering副主编(可再生能源)。

报告摘要:制氢技术是氢能产业链的源头。传统制氢技术面临温度高、能耗高、碳排放高的共性挑战。针对天然气重整制氢技术的“三高”问题,提出了氢气和CO2产物定向分离的新思路,制氢温度由传统的800~1000 ℃降至400 ℃以下,甲烷直接转化为高纯氢与高纯CO2,转化率、选择性均>99%,实现了制氢脱碳协同和净零排放制氢。与太阳能、工业余热、核能等低碳能源具有广阔的合作前景。


 

6. 加氢站关键装备开发

 

何广利   教授级高级工程师

国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能(氨能)技术中心

专家简介:何广利,本、硕、博就读于大连理工大学(大连化物所联合培养),

20082011年在东京工业大学从事博士后研究,现就职于国家能源集团北京低碳清洁能源研究院,任氢能(氨能)技术中心副主任,主持工作中天华氢有限公司首席技术官。长期从事氢能技术开发,现任中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟专家委员会委员,中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟副秘书长,国家科技部重点研发计划评审专家,中国能源研究会燃料电池专委会委员,全国氢能标委会委员,全国气瓶标准化技术委员会车用高压燃料气瓶分委会委员,全国公共安全基础标准化技术委员会安全管理分技术委员会委员,中国可再生能源学会氢能专委会委员,北京市、广州市、佛山市、云梦市、长治市氢能专家组委员,ISO-TC197(氢能委员会)专家。获得国家能源集团“科技创新先进个人”、国家能源集团劳动模范称号。在氢能及燃料电池领域,申请和获得授权第一作者国家发明专利40余项,包括2项国际专利;发表一作论文20余篇。获得国家能源集团科技奖励一等奖1项(第一)、二等奖2项(第一、第六)、三等奖2项。牵头制定氢能领域国家标准3项,参与氢能领域国家标准6项。2021362次做客CCTV-10《透视新科技》栏目,讲述新能源汽车与燃料电池汽车。在国内外氢能行业及技术大会上发表演讲70余次。

报告摘要:介绍和分析国内加氢站的装备技术现状和应用场景现状,重点分析压缩机技术进展和技术问题,同时对加氢站加注协议技术要求的标准进行介绍。


 

7. 高效固态储氢技术与应用

 

李志念   正高级工程师

中国有研科技集团有限公司

专家简介:李志念,博士,正高级工程师,北京有色金属研究总院博士生导师,中国可再生能源学会青年工作委员会副主任委员,国家重点研发计划项目负责人。长期从事储氢材料与技术研发工作,先后主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目20余项,研制出国内首套燃料电池客车、物流车、叉车和应急发电车等用固态储氢装置和多种规格固定式储氢系统。发表学术论文80余篇,授权发明专利50余项,获省部级一等奖3项,二等奖2项。

报告摘要:氢能正逐步成为全球用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,如何实现氢能的高效安全储存是氢能规模应用的关键。固态储氢技术具备储氢密度大、安全性好、供氢纯度和能效高等优点,在氢能交通、发电和绿氢工业等领域极具应用潜力。报告主要阐述固态储氢技术的主要特点与优势,介绍了中国有研固态储氢技术在氢能车辆、储能发电、绿氢化工等领域的示范应用与发展。


 

8. 氢气火灾爆炸安全研究进展

 

肖华华   教授

中国科学技术大学

专家简介:肖华华,中国科学技术大学教授博士生导师,入选“国家高层次青年人才计划”和中科院高层次人才计划。主要从事火灾爆炸动力学与氢安全研究,主持包括国家自然科学基金、国家重点研发计划课题等项目10余项;以第一/通讯作者在美国科学院刊PNAS、燃烧领域顶级期刊Combust. FlameProc. Combust. Inst.等上发表SCI论文37篇,应邀出版Springer氢火焰动力学专著1部;成果被美国工程院、国际燃烧学会、国际氢能学会、纽约时报等50余家国际权威机构和媒体争相报道,PNAS论文美国物理学家组织网Phys.org评为2016年度世界最具影响力的20篇科技论文之一。

报告摘要:氢具有爆炸范围宽、点火能低、燃烧速度高等易燃易爆特性,导致氢能在制、储、输、用等环节均存在很高的燃爆风险,因此氢火灾爆炸安全是氢能产业化面临的瓶颈问题之一,但目前在其致灾机理认识和预测技术开发方面仍存在较大挑战。本报告围绕氢火灾爆炸关键科学问题,结合报告人的研究工作,简要介绍氢泄漏自燃、射流火、爆炸以及高精度CFD数值模拟等方面相关研究进展


 

9. 二氧化碳加氢制液态阳光甲醇研究进展

 

王集杰   研究员

中国科学院大连化学物理研究所

专家简介:王集杰,中国科学院大连化学物理研究所研究员,博士生导师。主要从事二氧化碳加氢转化的催化剂、反应机理和工艺过程等研究,开发一种双金属氧化物固溶体催化剂为二氧化碳加氢转化开辟新途径,作为主要贡献者之一完成了全球首套“液态阳光”示范工程项目,“液态阳光”技术被遴选为2022IUPAC化学领域十大新兴技术。现担任Chinese Journal of CatalysisEnergy Reviews期刊青年编委等。

报告摘要:本报告将阐述液态阳光技术的历史渊源,分析各种二氧化碳转化路径对实现碳中和目标的贡献,汇报团队在二氧化碳加氢制甲醇方面的进展,尤其是固溶体催化剂的优越性,并对液态阳光技术的发展提出展望。


 

10. 固体氧化物电池的潜在优势与

发展路径思考

 

王绍荣   教授

中国矿业大学

专家简介:王绍荣,中国矿业大学教授,江苏省双创人才,创新团队首席,省优势学科建设项目带头人。全国燃料电池与液流电池标准委员会委员,可再生能源学会和电工学会(分别)氢能专业委员会委员。从事固体氧化物燃料电池研究27年,目前重点关注电解池(SOEC)的材料、电堆和系统集成。

报告摘要:固体氧化物电池工作温度高,能量转化效率高,用于煤基燃料发电可实现高的发电效率和浓缩CO2;用于电解制氢亦可以充分利用火力发电的余热蒸汽,提高转化效率。产品氢气与CO2反应可以进一步生产有用化学品。本报告重点阐述推进SOC实际应用需要解决的技术问题。


 

11. 高可靠平管型固体氧化物电池技术及其在H2O/CO2共电解中的应用

 

官万兵   研究员

中国科学院宁波材料技术与工程研究所

专家简介:官万兵,博士,研究员,博士生导师,中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池技术方向带头人,浙江省先进燃料电池与电解池技术重点实验室副主任。主要研究方向为固体氧化物电池及其多燃料发电与电解应用技术。围绕固体氧化物电池技术获授权发明专利30余项,发表学术论文60余篇,承担科技部重点研发计划项目课题、国家自然科学基金重点项目、浙江省重点研发计划等项目10余项。

报告摘要:固体氧化物电池是一种可用于高效发电与电解应用的重要技术。相对于发电应用,电解应用对固体氧化物电池有更高的抗氧化还原等特性要求。报告重点围绕高可靠平管型固体氧化物电池技术开发及其在H2O/CO2共电解中的应用进行阐述:从电池、电堆到系统。


 

12. 三环在SOFC的研发进展

 

陈烁烁   正高级工程师

潮州三环(集团)股份有限公司

专家简介:陈烁烁,博士学历,正高级工程师,潮州三环(集团)股份有限公司深圳研究院院长,长期从事SOFC研发和产业化工作,主持SOFC领域国家重点研发计划等国家项目多项。

报告摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)直接将燃料化学能转化为电能,发电效率高,受到广泛关注。同时由于SOFC工作温度高(600 ℃以上),可采用贱金属催化剂,不怕CO毒化,能够使用包括含碳燃料等多种燃料,助力化石能源清洁利用。报告介绍三环集团在SOFC的研究开发进展。


 

13. 基于固体氧化物电池的分布式发电与

电转X技术

 

杨志宾   教授

中国矿业大学(北京)

专家简介:杨志宾,中国矿业大学(北京)教授,博士生导师。北京市优博,中国能源研究会优秀青年能源科技工作者,中国能源研究会燃料电池专业委员会副秘书长,中国电池工业协会氢能与燃料电池分会副秘书长。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项国家及省部级项目,发表SCI论文100余篇,授权发明专利10余项,获中国能源研究会能源技术创新一等奖、教育部技术发明二等奖等多项奖励。

报告摘要:氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。燃料电池发电和电解制氢技术与氢能源产业直接关联,是核心技术环节。固体氧化物燃料电池(SOFC)与现有能源系统兼容,非常适合分布式能源应用;固体氧化物电解池(SOEC)效率高,是电解制氢的重要发展方向。本报告介绍了国内外SOFC分布式发电与SOEC电转X技术进展,并简要汇报了中国矿业大学(北京)燃料电池中心研究进展情况。


 

14. 氢燃料电池发电发展趋势与面临的挑战

 

潘凤文   正高级工程师

国家燃料电池技术创新中心

专家简介:潘凤文,国家燃料电池技术创新中心副主任,正高级工程师,工学博士,从事氢能、燃料电池、新能源汽车动力系统及关键部件的研发工作。现任中国内燃机学会燃料电池发动机分会秘书长、全国氢能标准化技术委员会委员。主持国家重点研发计划项目及课题3项、山东省重点研发计划项目1项,获得国家科学技术进步二等奖、山东省科学技术进步一等奖等省部级奖项3项,授权发明专利36项,发表SCI/Ei论文12篇,参与制修订国家标准3项、行业标准2项、地方标准6项。

报告摘要:氢燃料电池在交通领域的应用已取得重大突破和进展,但在发电领域尚处于初期阶段。从长远来看,氢燃料电池发电供热实现综合供能,助力工业园区、商业楼宇等场景的深度脱碳,但仍面临重大挑战,尤其在寿命、可靠性、购置成本、运营经济性等方面,需要产学研协同攻关。报告重点围绕氢能发电的未来发展趋势、应用前景和面临的挑战提出思考和建议,用于行业凝练未来和探索下一步发展。


 

15. 零碳氢氨燃料燃烧及与煤的掺混燃烧

特性研究

 

王智化   教授

浙江大学

专家简介:王智化,浙江大学求是特聘教授,国家杰青,2005年毕业于浙江大学工程热物理专业获博士学位。现任能源清洁利用国家重点实验室副主任,博士论文获全国优秀博士学位论文提名,主要从事清洁燃烧及污染物控制方面研究工作,在两大燃烧领域顶刊Combustion and FlameProceeding of the Combustion Institute发表论文20余篇、其他SCI论文220余篇,他引9000余次,H Index 47,出版中英文专著3部。获国家科学技术进步二等奖1项、国家科技创新团队奖1项,发明专利20余项。

报告摘要:氢能是理想的零碳能源,但氢气密度低,难压缩,而氨作为氢的一种高效载体,易于液化储存,因此氢/氨有望成为未来新型的零碳能源。但氨反应活性低、燃烧速度慢、NOx排放浓度高,通过氨催化分解调控氢/氨掺混有望解决上述问题,耦合煤燃烧过程,有望实现燃煤电站的CO2源头减排。报告从氢氨燃料的基础燃烧特性、反应动力学、氨煤混燃等方面介绍最新研究进展,为新型零碳、低碳技术开发提供支撑。


 

16. 掺氢天然气燃烧特性及民用燃具

适应性研究

 

陈志光   副教授

同济大学

专家简介:陈志光,副教授,博士生导师,同济大学机械与能源工程学院能源工程系综合教学团队主任。主要研究方向为燃气高效应用与管道输送安全,近五年参与及主持国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科委等国家级、省部级纵向项目5项,完成企业委托项目10余项;发表学术论文30余篇,其中SCI收录10余篇;授权国家发明专利4项;参编专业书籍和上海市地方标准各1项。

报告摘要:掺氢天然气的燃烧应用是氢能利用的重要途径之一,结合氢进万家的应用场景,以民用燃具为对象,针对不同比例掺氢天然气的燃烧特性进行了试验测试和分析,分析了一次空气系数的影响,对其火焰稳定性、燃烧器表面温度等进行测试,并分析了典型燃具的实际燃烧响应和排放变化,探讨了掺氢天然气在民用灶具的适应性。


 

17. 中温变压吸附H2/CO2分离-煤化工与

绿氢耦合的路由器

 

李爽   助理研究员

清华大学

专家简介:李爽,长期从事气固表面反应机理、吸附剂开发、分离及反应过程中的各类反应、传热、传质等过程分析及系统工艺优化工作。发表论文20余篇,授权国家发明专利12项,已完成3项成果转化。承担国家自然科学基金2项、国家重点研发计划子课题2项;博士后基金1项、省级项目3项,企业项目5项。主持搭建了我国首台H2/CO2中温变压吸附分离示范装置。中温变压吸附H2/CO2分离相关技术获中国发明协会发明创业奖•创新奖一等奖、第16届北京发明创新大赛金奖。

报告摘要:中温变压吸附技术(ETPSA)提升了传统变压吸附工艺的操作温度,是一种低成本、高效率的新型氢气净化技术。团队创造性地提出并实现了利用吸附热相对较低的金属-氧化学键,通过弱化学吸附位点,制备了适用于中温区段变压吸附的多种类高稳定性固体吸附剂,实现对应吸附质选择性、可逆脱除。建成中温变压吸附小试、中试示范装置,实现了低能耗、低成本中温变压吸附脱除CO2H2SCO等气体杂质制取高纯氢。


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