人类踏进21世纪后,环保口号高唱入云,尽管科学家们努力研发既洁净又富效能的能源,但人类仍对石化燃料(fossil
fuel)爱不释手,大量消耗石化燃料不仅污染环境,还令能源日益短缺,而石油价格又不断上升,影响全球社会的可持续发展。不过,社会一直普遍把环保燃料标签为欠缺能源效益,但有科学杂志预测,未来5年至10年将有新一代能源技术诞生,预料这一突破性科技可打破环保低效益的迷思,而香港科技大学机械工程学系及可持续能源技术研究中心副主任赵天寿教授研发成功的酒精电池,或许是出路之一。

近日,国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》,提出了15项重点创新任务,包括煤炭清洁高效利用技术创新、先进核能技术创新、氢能与燃料电池技术创新、先进储能技术创新、能源互联网技术创新等。

国家两部委发布氢能与燃料电池技术战略方向规划目标

香港科技大学机械工程学系及可持续能源技术研究中心副主任赵天寿教授,在83年及86年先后获得天津大学热物理工程学士与硕士学位,95年获得夏威夷大学博士学位,随后加入香港科技大学机械工程学系任职至今,主攻能源技术。他的研究走在国际前沿,多年来发表120多篇论文,刊载于权威学术期刊,去年底其中6篇被《科学引文索引》列为同类研究中被引用最多的首百篇之一。他在04年获颁Bechtel基金教学奖,06获中国国家自然科学基金委员会颁发杰出海外青年研究奖,并成为美国机械工程师学会会士。近年积极研发直接醇类燃料电池(direct
alcohol fuel cell)技术,最近更获裘槎基金会颁发卓越研究奖。

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2016-05-25作者:综合报道来源:新能源汽车网

2016年5月26日报道,近日,国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》,提出了15项重点创新任务,包括煤炭清洁高效利用技术创新、先进核能技术创新、氢能与燃料电池技术创新、先进储能技术创新、能源互联网技术创新等。

提出了15项重点创新任务,提出了15项重点创新任务【威尼斯城娱乐官方平台】。重点任务

1.研究基于可再生能源及先进核能的制氢技术、新一代煤催化气化制氢和甲烷重整/部分氧化制氢技术、分布式制氢技术、氢气纯化技术,开发氢气储运的关键材料及技术设备,实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化,以及加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用。

2.研究氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池技术、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池技术,解决新能源动力电源的重大需求,并实现PEMFC电动汽车及MFC增程式电动汽车的示范运行和推广应用。

3.研究燃料电池分布式发电技术,实现示范应用并推广。

战略方向

1.氢的制取、储运及加氢站。重点在大规模制氢、分布式制氢、氢的储运材料与技术,以及加氢站等方面开展研发与攻关。

2.先进燃料电池。重点在氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池等方面开展研发与攻关。

3.燃料电池分布式发电。重点在质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气燃料电池,以及分布式制氢与燃料电池(PEMFC和SOFC)的一体化设计和系统集成等方面开展研发与攻关。

从能源入手解决地球问题

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「能源与环境应该可持续发展,在新世纪刚开始之际,人类必须寻找既有效又清洁的新一代能源,及与之相适应的能量转换技术。」

重点任务

传统热机发电系统,是通过煤、石油、天然气等石化燃烧产生热量驱动发电机发电,但发电效率偏低,约为30%,不但严重污染环境,而且不可持续使用,所以人类必须寻找一种环保及可持续发展的替代能源系统。

1.研究基于可再生能源及先进核能的制氢技术、新一代煤催化气化制氢和甲烷重整/部分氧化制氢技术、分布式制氢技术、氢气纯化技术,开发氢气储运的关键材料及技术设备,实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化,以及加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用。

可再生燃料取代传统燃料

2.研究氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池技术、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池技术,解决新能源动力电源的重大需求,并实现PEMFC电动汽车及MFC增程式电动汽车的示范运行和推广应用。

「新技术必须达致绿色无污染、可再生、可持续,并安全可靠。」

3.研究燃料电池分布式发电技术,实现示范应用并推广。

赵教授表示,氢能是目前为止最理想的能源载体,但它却存在制作成本高、运输和储存困难等问题。「尤其是氢的使用存在危险性,容易爆炸,所以我便想出改用可再生的甲醇、乙醇等含氢量高的燃料来替代氢。」

战略方向

赵教授的研究是发展直接醇类燃料电池技术。「简单来说,就是把酒精转化成电池燃料。」他表示,直接醇类燃料电池优点很多,例如它们的能量转换效率高,目前可达约40至50%,理论上更可高达80%。由于它们使用的是可再生燃料,合乎可持续发展的环保原则。

1.氢的制取、储运及加氢站。重点在大规模制氢、分布式制氢、氢的储运材料与技术,以及加氢站等方面开展研发与攻关。

赵教授表示,研究小组之前已研发了一种可「自行呼吸」的燃料电池(direct
ethanol fuel
cell),即可自身从周围空气中吸取氧气作补充,不需要机械辅助装置,令系统更简单紧凑,其电功率密度约35mW/cm2。研究小组还发现,直接醇类燃料电池不仅可以发电,还可以通过控制运行条件制造氢气,这项重大发现有助科学家今后在室温下制造氢气。

2.先进燃料电池。重点在氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池等方面开展研发与攻关。

5至10年普及应用

3.燃料电池分布式发电。重点在质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气燃料电池,以及分布式制氢与燃料电池(PEMFC和SOFC)的一体化设计和系统集成等方面开展研发与攻关。

这种燃料电池,将来可适用于MP3机、手机等不同小型移动电子装置,相信是替代传统电池最强的竞争者,5至10年后应该可普及应用,以后更有望代替汽车内使用的传统内燃机引擎。

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