加入一种含10%铯元素的新材料，可使固体氧化物电解水制氢的产氢速率提升至传统电解水制氢技术的2-3倍，达到国际领先水平，这是紫金矿业近日取得的一项技术突破，有望为氢能高效制取提供新路径。
该研究成果由紫金矿业与华南理工大学等联合取得，于9月14日发表在国际能源学类顶级期刊、美国化学学会旗下杂志《ACS Energy Letters》。
中国能源现状是“富煤、缺油、少气”，可再生能源资源丰富。如何将不稳定、受气候变化影响的可再生能源储存起来，需要时再转化为电能，可循环使用、能量密度达汽油3倍的氢能成为了其中关键的中间能源。
国家发改委2022年发布的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》将氢能确定为国家能源体系的重要组成部分和实现绿色低碳转型的重要载体。
如今，氢燃料电池客车、加氢站等氢能利用正逐步走进人们的生活，但目前利用最多的仍是释放温室气体的化石能源制氢，仍需大力发展清洁低碳的氢能产业。
利用电能将水分解，就得到了氢气和氧气，电解水制氢是一种最为清洁的制氢技术和储能形式，但由于电能消耗高、制氢成本高等原因，使用占比仅为1%。如何降低电解水制氢成本，是行业面临的一大挑战，也是真正实现能源零碳转型的关键。
经过反复比对、尝试摸索，项目组研究人员合成了含有10%铯等五种元素的全新化合物PrBa0.9Cs0.1Co2O6-δ。实验发现，掺杂这一新材料后，极大提高了电解制氢的电化学性能和稳定性，在650℃、1.3伏，电解水制氢模式下，电流密度高达2.85安培每平方厘米。
本研究项目发明的铯掺杂新电极材料具有非常高的电化学反应活性，使得电解过程在中低温环境下运行成为可能，从而大幅度降低材料和运行成本。
紫金矿业长沙新能源科技公司该项目研究小组负责人表示，“传统电解制氢技术目前普遍的电流密度为1安培每平方厘米左右，但此次试验成果提升到了2.85安培每平方厘米，有望显著降低电解池材料和生产成本，延长使用寿命，为加快氢能高效制取提供极大助力。”
这一研究成果为铯元素在氢能产业的广泛应用奠定了理论基础，后续，紫金长沙新能源科技公司将继续推进成果的中试和产业化。
紫金矿业于2022年6月收购湘源硬岩锂多金属矿，该矿伴生铷、铯、钨、锡等多种金属，其中氧化铷49万吨，氧化铯8000吨，铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应性能。
据可靠测算，该研究成果若取得广泛应用，将消耗300-500吨铯，有效解决铷、铯小金属资源利用问题。
紫金矿业研究人员也正在研究铷元素在电解水制氢中的试验情况，以及铷、铯在钙钛矿太阳能电池中的应用情况。
福大紫金氨氢零碳循环路线
减少化石能源使用是应对全球气候变化的当务之急。面对人类可持续发展面临的威胁，近年来，紫金矿业把“为人类美好生活提供低碳矿物原料”作为公司使命，高度注重绿色低碳发展转型，并将新能源产业作为新的战略增长极。
科技创新引领紫金矿业在绿色低碳转型的道路上加速冲刺，形成了一批国际先进、打破垄断、填补空白的关键技术。锂矿方面，公司在青藏高原上的拉果错锂盐湖，突破了达到国际领先水平的提锂技术，首次实现了基于离子筛吸附剂的短流程绿色盐湖提锂。清洁能源方面，与福州大学合作成立福大紫金氢能公司，在氨氢能源技术研发和产业化应用方面取得重大突破并逐步走向市场，累计获得专利授权34项。
今年1月，紫金矿业公布了具有挑战性的双碳目标，2029年实现碳达峰，2050年实现碳中和，目标指标与全球头部企业时间表同步。公司旗下海内外大批矿山、冶炼厂，正积极实施以清洁能源与燃料替代、电气化比例提高等为主的减排措施，大力开发可再生清洁能源项目，节能降碳取得初步成效，正努力为早日实现碳中和而加速升级。
