低温气冷堆制氢要害技巧研讨到达预期技术目的

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高温气冷堆制氢关键技术研究达到预期技术目的

　　清华消息网10月13日电 克日，在清华年夜学核能与新动力技术研究院，核电专项低温堆分项的前瞻性课题“高温堆制氢关键技术”的两项研究任务“碘硫轮回制氢要害技术研究”跟“高温电解制氢症结技巧研讨”前后实现了持续稳固运转制氢试验，到达并局部超越义务条约书中划定的全体技术目标，这标记着我国在高温气冷堆工艺热最主要的利用范畴——核能制氢方面迈出了关键而坚固的一步，为后续发展与高温气冷堆的耦合甚至终极完成核能制氢奠基了杰出基本。

　　在核能制氢中，碘硫循环被以为是最有愿望应用核能停止大规模氢出产的热化学循环工艺，这一工艺利用高温气冷堆的工艺热，经由过程三步反应组成的热化学循环实现水的分化制氢。除化学反应外，还包含多个分别过程，涉及多相反响能源学、相均衡、催化剂、电解渗析、反映精馏等多项技术的研究，循环的闭合波及过程模拟与工艺优化、强腐化性、高密度浆料保送、在线丈量与掌握等多方面工程成绩。

　　课题组在大批深入研究基础上，冲破了电解渗析堆、高性能催化剂、全流程模仿软件等关键技术，提出了系统的闭合循环运行战略；优化了工艺流程设计，完成了包括Bunsen板块、硫酸板块、氢碘酸板块和节制系统的集成实验室规模台架的设计和扶植。

图为碘硫循环实验室范围台架。

　　在完成系统装备调试、气密性实验、水试等调试基础上，进一步完成了单步、单位连续实验，并最终成功停止了全流程闭合连续实验。系统连续运行86小时，产氢60小时，产氢率60标升/小时，提早完成了名目书规定的各项技术目标。

图为碘硫循环闭合连续实验产氢产氧成果。

　　停止今朝，国际上只要中国和日本成功实现碘硫循环闭合运行的报导，60标升/小时的产氢率是目前国际上可见报道的最大产氢规模。

　　水蒸气高温电解是另外一项有盼望用于核能制氢的工艺，存在进程简略、高效的长处。固体氧化物电解池(SOEC)电堆是高温电解制氢技术的中心安装，由陶瓷电解池片、金属密封框、双极板、集流网、底板、顶板等多个组件形成，各个组件的资料构成、化学、物理及机器机能各别，且任务在高温 (830℃)、高湿（水蒸气含量>70%）的刻薄情况下，研举事度大。

　　课题组经由耐劳攻关，在对高温水蒸气电解特征深刻研究的基础上，采取了翻新性电堆构造设计，联合关键材料挑选、运行工艺探索，处理了电堆组件热收缩系数婚配、电堆密封、电堆电性能改良、电堆机械定位等多项技术困难，胜利计划和制备出性能精良的电解池堆。另外，还处理了水蒸气稳定供给和精准把持等难题，树立了可完成高温电解持久稳定运行的运行法式。

　　在上述成果的基础上，完成了实验室规模的高温水蒸气电解制氢实验系统的设计、制作和运行调试，并于2014年9月下旬成功实现了10片电堆（电池单方面积10厘米×10厘米）的高效连续稳定运行。系统运行时光115小时，稳定产氢60小时，产氢率105标升/小时,清华大学校园交通，超出任务合同书规定的60标升/小时的技术指标。这一成果充足证实了所研发的电堆结构设计拥有立异性和技术牢靠性，测试系统运行畸形、过程控制稳定，完整能够满意高温蒸汽电解高温、高湿环境的苛刻请求。

图为运转中的低温电解制氢体系。

　　在高温堆制氢关键技术项目研发过程当中，共取得海内发现专利30项，在国表里颁发论文70多篇，培育博士、硕士研究生十余名。所构成的技术结果具备自立常识产权，使我国在核能制氢这一国际前沿领域的竞争中处于有益位置，为核能制氢这一策略性严重技术的成长奠定了坚实的基础。

供稿：核研院　编纂：蕾蕾