湖北工業(yè)大學(xué)官方發(fā)布：水解制氫反應(yīng)式！

南陽“水氫汽車”關(guān)鍵水解制氫技術(shù)支持方——湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)校在其官網(wǎng)發(fā)布說明，并向媒體提供了圍繞此事四點(diǎn)疑問的回復(fù)。

一、關(guān)于“車載鋁合金水解制氫技術(shù)”的說明

車載鋁合金水解制氫技術(shù)主要是利用金屬鋁與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來制備氫氣，屬于一種制氫技術(shù)。鋁水反應(yīng)制氫可用下面的反應(yīng)式表示：

2Al +4H2O＝2AlO（OH）+ 3H2↑

2Al+6H2O＝2Al（OH）3+3H2↑

鋁在地球上含量豐富，來源廣泛，價(jià)格低廉，密度低，且鋁水反應(yīng)的過程不產(chǎn)生含碳和氮的有害物質(zhì)，產(chǎn)物環(huán)境友好，金屬鋁水解反應(yīng)也具有很高的氫氣產(chǎn)量和產(chǎn)氫速率。雖然鋁容易與水反應(yīng)，但通常條件下由于鋁表面與空氣接觸，會(huì)覆蓋一層致密的氧化膜，阻礙金屬鋁與水的接觸反應(yīng)，因而如何有效去除鋁表面的氧化膜，加速反應(yīng)的進(jìn)行，提高轉(zhuǎn)化率是鋁水反應(yīng)的關(guān)鍵。針對以上難點(diǎn)，可通過優(yōu)化制氫鋁合金的成分以及制備工藝來獲得具有高活性的產(chǎn)氫鋁合金，實(shí)現(xiàn)快速水解制氫。制氫后得到水解產(chǎn)物偏鋁酸，可以直接作為阻燃材料使用，高品質(zhì)的偏鋁酸可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè)，并可以進(jìn)一步加工成微納米級氧化鋁，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí)，偏鋁酸和氫氧化鋁經(jīng)過加熱可以得到品質(zhì)較好的三氧化二鋁。

我校董仕節(jié)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從2006年開始研發(fā)相關(guān)技術(shù)，并于2010年獲批科技部973前期專項(xiàng)研究項(xiàng)目“車載水解制氫用鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”、2017年獲批國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“水解制氫用高活性微納米Al-Ga-In-Bi2O3-SnCl2材料的制備及產(chǎn)氫機(jī)理”。

授權(quán)專利ZL201610564832.5公開了一種水解制氫鋁合金及其制備方法，主要是采用機(jī)械合金化的方式在金屬鋁粉中添加少量低熔點(diǎn)金屬和無機(jī)鹽制備出在常溫常壓下能與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的水解制氫鋁合金。并且，通過調(diào)整添加劑的含量可以獲得不同產(chǎn)氫量的水解制氫鋁合金。申請專利CN201910117543.4公開了一種水解制氫鋁合金及其制備方法和應(yīng)用，其由90～95wt％Al和5～10wt％添加劑組成，所述添加劑為金屬單質(zhì)、金屬氧化物和金屬氯化物中的一種或多種。該水解制氫鋁合金采用機(jī)械合金化的方式制備而成。根據(jù)不同的需要，可以通過改變添加劑成分和含量以及機(jī)械合金化工藝參數(shù)獲得產(chǎn)氫性能不同的水解制氫鋁合金。上述兩項(xiàng)專利現(xiàn)已授權(quán)給南陽市青動(dòng)能源科技有限公司，允許其在授權(quán)期間使用，且授權(quán)期限為4年。

二、目前“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車”存在以下四點(diǎn)疑問疑問

1:“南陽神車”是否由湖北工業(yè)大學(xué)提供技術(shù)支持？

官方回應(yīng)稱，“網(wǎng)上說的‘南陽神車’使用的關(guān)鍵制氫技術(shù)的確是由湖北工業(yè)大學(xué)提供支持”。

該制氫技術(shù)由湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，其技術(shù)名稱為車載鋁合金水解制氫技術(shù)。團(tuán)隊(duì)從2006年開始研發(fā)相關(guān)技術(shù)，并獲得國家973前期研究項(xiàng)目和國家自然基金的支持。前兩年，通過科技成果轉(zhuǎn)化的途徑，團(tuán)隊(duì)與青年汽車集團(tuán)簽訂合作協(xié)議，在大規(guī)模制氫及車載鋁合金水解制氫新能源的運(yùn)行控制等技術(shù)上開展攻關(guān)合作“。

同時(shí)，湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授表示，其技術(shù)與網(wǎng)傳的所謂的”水氫發(fā)動(dòng)機(jī)“并不是一回事，青年汽車只是使用了團(tuán)隊(duì)授權(quán)的制氫材料和相關(guān)技術(shù)，而其他的車用技術(shù)及裝備來自于青年汽車。”通過我們的特殊材料和相關(guān)技術(shù)裝置可以將水轉(zhuǎn)換成為氫氣，氫氣再通過氫燃料反應(yīng)堆，產(chǎn)生電能，然后驅(qū)動(dòng)車載電機(jī)和引擎，驅(qū)動(dòng)汽車行駛“。

董仕節(jié)說，制氫技術(shù)是新能源汽車動(dòng)力的關(guān)鍵之一，由團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支持，其他相關(guān)動(dòng)力技術(shù)青年汽車已通過其他途徑在整合研發(fā)之中。

”水氫汽車“實(shí)驗(yàn)設(shè)備。  澎湃新聞?dòng)浾?戴高城 圖

疑問2:關(guān)鍵制氫技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)是什么？

”我們的制氫技術(shù)并不是在一個(gè)裝置里加水就可以產(chǎn)生氫氣，而是水在制氫裝置中與新型制氫材料共同作用的結(jié)果。“湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授解釋，團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)在于研發(fā)了一種高效低成本的鋁合金水解制氫材料，該材料在自主研發(fā)的制氫裝置里和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣，可實(shí)現(xiàn)低成本即時(shí)制氫。

”簡單來說，我們的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于制氫材料和制氫裝置。“董仕節(jié)說，水只是一個(gè)必備的反應(yīng)物，核心技術(shù)是制氫材料、裝備和控制系統(tǒng)。”車輛只需加水即可行駛純屬誤解“。

董仕節(jié)說，團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高效低成本的鋁合金水解制氫材料，已獲得授權(quán)專利10項(xiàng)。”是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的科技創(chuàng)新，美國等國家也有類似技術(shù)，但我們的技術(shù)在制氫速度、效率等工業(yè)化制備應(yīng)用上已處于世界先進(jìn)水平“。

疑問3: 制氫技術(shù)是否已達(dá)到了新能源車規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性要求？

有專家表示，從技術(shù)角度來講，在特定的裝置中，通過水和特殊材料反應(yīng)獲得大量的氫氣來驅(qū)動(dòng)汽車具有可行性，但需要解決鋁鈍化、產(chǎn)物和鋁粉分離等技術(shù)問題。從經(jīng)濟(jì)性來看，市場上鋁的價(jià)格已經(jīng)超過10元每公斤，按照9公斤鋁制取一公斤氫氣計(jì)算，則生產(chǎn)一公斤氫氣的材料成本在63-90元，尚未考慮將塊狀鋁制成鋁粉的費(fèi)用和能耗。因此，這種制氫路線并不符合節(jié)能和環(huán)保的要求。

董仕節(jié)告訴記者，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)就成本和環(huán)保的問題進(jìn)行了考慮。他說，制氫后的水解產(chǎn)物偏鋁酸可以直接作為阻燃材料使用，高品質(zhì)的偏鋁酸可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè)，偏鋁酸還可以進(jìn)一步加工成微納米級氧化鋁。制氫后的水解產(chǎn)物都有較高的利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，通過新能源汽車的使用回收后，可解決成本和環(huán)保的問題。”這些水解產(chǎn)物將通過汽車廠家回收再利用實(shí)現(xiàn)其價(jià)值，成本可大大降低。“疑問4:目前相關(guān)制氫技術(shù)是否已經(jīng)成熟，在新能源汽車上的應(yīng)用還要走多長的路？

目前，氫燃料電池技術(shù)面臨的兩個(gè)重大技術(shù)問題：車載儲氫技術(shù)、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在這兩個(gè)重大技術(shù)問題沒有有效解決之前，車載水解制氫氫能源汽車集制氫、運(yùn)氫和儲氫于一體的技術(shù)不不失為一種可行的中間解決方案，當(dāng)然未來最佳方案是車載儲氫技術(shù)達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平。

董仕節(jié)表示，其團(tuán)隊(duì)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了廉價(jià)可控的生產(chǎn)方式，隨時(shí)制備，隨時(shí)使用，不需要存儲和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)。”只需要在新能源汽車上安裝一個(gè)制氫裝置，循環(huán)更換裝置里的反應(yīng)材料即可，需要多少氫氣就制多少氫氣用多少氫氣，可以解決目前使用高壓儲運(yùn)氫的過程中，存在氫氣泄漏、爆炸的危險(xiǎn)“。

還有人質(zhì)疑，目前提取氫的技術(shù)并不具備大范圍可推廣性。董仕節(jié)認(rèn)為，其團(tuán)隊(duì)的技術(shù)已經(jīng)解決了材料、控制等氫氣制備等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，青年汽車開發(fā)出了可以運(yùn)行的裝置。”目前在制氫反應(yīng)物的更換及后續(xù)制氫的穩(wěn)定性還待進(jìn)一步研究，如果這些技術(shù)難題解決了，相關(guān)技術(shù)就可完全成熟，在新能源汽車上的大規(guī)模應(yīng)用車載制氫技術(shù)就指日可待“。

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