5.寬功率波動適應(yīng)性百千瓦級PEM電解水制氫裝備的開發(fā)及工程化示范應(yīng)用
研究內(nèi)容：針對高能效、寬功率波動適應(yīng)性大規(guī)模PEM水電解制氫技術(shù)的實(shí)用化需求，開展低成本、高性能、大功率PEM水電解制氫電解堆關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，具體內(nèi)容包括：低成本、高活性、高穩(wěn)定性酸性陽極催化劑開發(fā)與批量化制備技術(shù)；新型聚合物成膜工藝優(yōu)化及其工程化制造技術(shù)；雙極板-擴(kuò)散層一體化方案設(shè)計(jì)及電堆傳質(zhì)與水熱管理能力提升；寬功率波動適應(yīng)性的百千瓦級PEM水電解制氫成套裝備的集成技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從風(fēng)電到“綠氫”的工程化示范。
考核指標(biāo)：開發(fā)新型PEM水電解制氫低貴金屬析氧催化劑3-5種，形成高一致性批量化低貴金屬基催化劑的宏量制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料自主化。建立新型PEM制氫電解池內(nèi)部質(zhì)-熱-電傳遞的數(shù)學(xué)模型和技術(shù)方案，建成百千瓦級電解堆及系統(tǒng)集成并實(shí)現(xiàn)風(fēng)電到“綠氫”的工程應(yīng)用。性能指標(biāo)：膜電極貴金屬負(fù)載量≤0.3mg/c㎡，質(zhì)量活性≥200A/g@補(bǔ)償電壓1.45V，基于電解池測試電解電壓≤1.85V@2A/c㎡@80℃；質(zhì)子交換膜質(zhì)子電導(dǎo)率≥0.2S/cm；膜電極單片活性面積≥300c㎡，制氫電解堆額定功率≥100kW，產(chǎn)氫速率≥200Nm3/h，輸入功率可在5%～150%波動，穩(wěn)定運(yùn)行≥1000h。
實(shí)施周期：3年
擬支持資金額度：500萬元
6.可再生能源制氫、制氨關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用
研究內(nèi)容：針對風(fēng)電光伏等可再生能源發(fā)電存在間歇性、波動性導(dǎo)致存在大量“棄風(fēng)、棄光”的現(xiàn)象，研發(fā)與光伏、風(fēng)電等不穩(wěn)定電源相匹配的合成氨裝置。具體包括：適應(yīng)可再生能源的間歇性發(fā)電，合成氨裝置可快速啟停；做到模塊化設(shè)計(jì)，模塊化裝置可以很方便的并聯(lián)以獲得更大的產(chǎn)能；新型催化劑研究，使合成氨裝置在超低壓（6-7MPa）能夠正常運(yùn)行。
考核指標(biāo)：開發(fā)適用于光伏風(fēng)電等可再生能源的合成氨裝置，實(shí)現(xiàn)裝置快速啟停，冷啟停時(shí)間小于40分鐘，熱啟停時(shí)間10分鐘。采用新型催化劑，反應(yīng)壓力6-7MPa。模塊單套裝置產(chǎn)能3000噸/年，單裝置產(chǎn)能調(diào)節(jié)倍數(shù)：10。在50MW以上風(fēng)場進(jìn)行工業(yè)示范應(yīng)用。
實(shí)施年限：3年
擬支持資金額度：500萬元
來源：內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳
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