合肥科学岛团队突破光解水制氢储氢一体化技术难题-合肥产业园区

合肥科学岛团队突破光解水制氢储氢一体化技术难题

所属地区：安徽-合肥发布日期：2025年08月21日

在清洁能源领域取得重大突破，合肥科研团队通过创新材料设计，成功开发出全球首个光解水制氢储氢一体化系统。该技术通过独特的"三明治"结构实现太阳能高效转化与安全储氢，为氢能产业链招商引资提供了关键技术支撑，有望推动绿色能源规模化应用。
一、技术瓶颈催生创新设计
传统光解水制氢技术长期受限于逆反应严重、氢气分离困难及存储成本高等问题。研究团队基于第一性原理计算，提出以石墨烯为核心的多层复合材料方案。这种结构充分发挥石墨烯的质子选择性渗透特性，同时利用二维碳氮材料的光催化能力，形成协同效应。
二、"三明治"结构的科学机理
创新设计的核心在于三层架构：外层石墨烯负责水分子分解并传导质子，中间碳氮层吸收紫外-可见光产生激子，内层石墨烯则构建封闭储氢环境。实验显示，光照条件下系统产氢效率提升显著，且通过物理隔离有效阻断了氢氧复合的逆反应路径。
三、多重优势推动产业化
该体系具备三大突出特点：材料成本降低约60%，储氢密度达到行业领先水平；采用模块化设计可适配不同规模装置；常温常压下实现安全存储。测试表明，系统连续运行稳定性超过2000小时，为同类技术最高纪录。
四、技术外延拓展应用场景
除石墨烯体系外，研究证实富勒烯、碳纳米管等碳基材料均可作为载体，配合不同光催化剂形成系列解决方案。这种通用性设计使得技术可应用于分布式能源站、海上光伏制氢等多样化场景，目前已与三家能源企业达成合作意向。
五、产业化进程加速推进
项目团队正联合合肥新能源产业园建设示范工程，首期规划年产千吨级制氢装置。相关技术专利已通过PCT国际专利申请，为构建自主知识产权体系奠定基础。业内专家认为，该突破将显著降低绿氢生产成本，助力实现碳中和目标。

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