中科氢源—大规模高效太阳能水分解制氢的开拓者

简介

实现碳达峰、碳中和，是以习近平同志为核心的党中央做出的重大战略决策。氢能作为一种高能量密度的清洁能源，是实现双碳目标的重要载体。目前氢能的市场需求逐年激增，预计到2030年，全球市场规模将飙升至10万亿元。其中，绿氢作为氢能生产的最终目标，目前主要集中在可再生能源电解水制氢，然而其成本高，能源利用率低，导致其市场占有率极低。因此，绿氢制备市场存在大量的缺口。太阳能水分解制氢仅需要太阳能和水便可生产氢气，是一种百分之百的绿色制氢技术，但一直受限于光催化剂的发展。本团队参与了世界上首台原位/实时监测等离子体分子束外延生长设备的研发，完成了铟镓氮（InGaN）纳米线生长国产化从0到1的突破，首次实现了高质量InGaN纳米线晶圆的可控生长，良品率高达85%以上。我们提出了绿氢生产的终极方案，制备的制氢模块突破了传统太阳能制氢效率的瓶颈，高达6.0%，领先于传统光解水材料（~0.5-1%），达到了光解水制氢商业化的效率标准（~5-6%）。目前，已申请11项相关专利，并发表Nature Electronics（影响因子：38.6，三年内发表两篇）、Advanced Materials（影响因子：29.8）等国际顶级期刊40余篇。同时，本团队理实交融，推动深层InGaN纳米线高质量外延技术及太阳能光解水制氢技术落地。我们所搭建的户外光解水制氢平台，其产氢量可达200千克/平方米/年，能够在自然条件下稳定产氢3000小时以上，运行时间超过一年，最终制氢成本仅为目前市面上制氢技术20%-40%，预计仅一年即可实现完全盈利。并且，本团队得到多位院士专家的高度认可以及企业投资的高度青睐。本项目已与Solarever公司达成合作，预计在墨西哥梅里达小镇投入500台户外制氢机，替换当地约15%的加氢站。且与格恩半导体公司达成了合作意向，预计建设太阳能水分解制氢铟镓氮晶圆生产制造基地。我们独立自主研发的绿色制氢终极解决方案，能够极大程度上缓解对化石能源的依赖，为绿色低碳事业贡献中国智慧、中国方案。