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本期我们将推介华东理工大学科创成果。
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技术简介
Technical Brief
有机液体储氢(liquid organic hydrogen carriers,LOHC)技术属于氢能储运与化工催化交叉领域,聚焦甲基环己烷脱氢核心环节,涵盖催化剂研发、规模化制备、反应器设计及智能管控,适用于绿氢储运、工业副产氢利用、跨区域氢能调配等场景,是推动氢能产业化、助力“双碳”目标的关键技术。
氢能是低碳转型核心载体,但储运瓶颈制约规模化应用。现有储氢技术各有短板,甲苯-甲基环己烷(MTH)体系因载体可循环、适配现有石化设施、安全性高,成为最优路线之一(见图1)。但其核心瓶颈是甲基环己烷强吸热脱氢反应,国际上仅日本千代田等少数企业掌握核心技术,国内多停留在实验室阶段,亟需自主突破。

国际水平:日本千代田已实现吨级示范,转化率90%以上、选择性>99%,催化剂寿命目标>8000小时;德国相关技术存在载体价格高、适配性差等问题,共性痛点为贵金属催化剂成本高、反应器传热不均。
本技术优势:一是自主研发催化剂,低铂高分散,转化率达99%、选择性≥99%,8000小时活性维持85%,成本较传统催化剂降低30%以上;二是创新熔盐等温反应器,径向温差<5℃,能耗降低15%,易工业化放大;三是DCS+一键停车管控体系,实现安全长周期运行。
已建成200kgH2/d国内首套最大规模中试装置,通过中国石油和化学工业联合会评价,总体达国际先进水平。目前正推进全流程示范,可支撑分布式加氢、绿氢跨区域运输等场景,应用前景广阔。


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负责人介绍
Principal Introduction郭勇,化学与分子工程学院,入选国家级青年人才,博士生导师。长期从事氢能和生物质资源利用中的催化科学和技术研究。承担参与国家自然科学基金面和国家重点研发计划项目多项。开发的甲苯-甲基环己烷有机液体储氢技术,该成果建成了国内首套200kgH₂/d甲基环己烷脱氢中试装置,新型催化剂性能优异,装置运行稳定、关键指标优于设计值,为绿氢大规模安全储运提供了可行解决方案。

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技术成熟度
Technology Readiness Level (TRL)
涉及专利数:16项发明专利,其中10项授权专利,2项实用新型专利
技术成熟度:工程应用阶段

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应用场景
Application Scenarios本技术应用场景明确,适配多领域氢能储运需求,贴合产业实际:一是绿氢跨区域储运,适配“西氢东送”战略,解决绿氢产地与需求地错位问题,依托现有石化基础设施实现低成本长距离输送;二是工业副产氢消纳,可高效储存化工、钢铁等行业副产氢,实现氢资源回收利用,降低能耗与碳排放;三是燃料电池配套,可为燃料电池汽车加氢站、分布式能源站提供稳定高纯氢源,适配交通、储能等场景;四是新能源互补储能,与风电、光伏等可再生能源制氢结合,缓解制氢波动性,实现氢能长效储存与灵活调配,助力“双碳”目标落地。

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市场分析
Market Analysis
全球氢能需求持续爆发,预计2030年将突破亿吨;中国作为全球最大氢气生产与消费国,“西氢东送”带来的产用空间错配问题突出。LOHC技术凭借常温常压下安全、高密度储运优势,成为破解该瓶颈的关键,其衍生的专用装备及载体化学品市场正向千亿级别迈进,市场对高效储运方案需求迫切。发展前景方面,随着跨区域“绿氢走廊”落地,LOHC技术迎来商业化拐点,其中甲苯-甲基环己烷体系因兼容现有石化设施,是最快具备大规模商业化闭环能力的路径,适配工业化放大趋势,在氢能进出口及城际管网补充领域前景广阔。技术指标上,主流LOHC体系理论质量储氢密度5.8-6.2wt%,核心竞争指标为加氢转化率、反应速率及热管理能力。
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合作方
Cooperation Partners合作对象:科研院所&高校研发机构、能源央企/大型产业集团/工程/装备/整车产业链合作方、国内外技术龙头、产业联盟&行业平台、各级政府部门
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意向征集
Interest Collection
咨询电话:知识产权运营部 021-64252676
征集邮箱:wangsuli@ecust.edu.cn
办公地址:华东理工大学研究生楼1013办公室

来源 | 华东理工大学科研院
编辑 | 上海科促会