1月6日，基于大連化物所太陽能研究部（DNL16）李燦院士團(tuán)隊研發(fā)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”在北京通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。中國石油化工集團(tuán)有限公司曹湘洪院士擔(dān)任科技成果評價委員會主任，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所賀泓院士擔(dān)任評價委員會副主任。中國石油化工集團(tuán)有限公司謝在庫院士、中國石化工程建設(shè)有限公司孫麗麗院士、中國石化石油化工科學(xué)研究院聶紅院士，大連化物所副所長黃延強(qiáng)、科研及職能部門相關(guān)人員等出席會議。
會上，李燦作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)的研究報告，山東三維化學(xué)集團(tuán)股份有限公司總經(jīng)理郝文亮作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)的工作報告，現(xiàn)場考核專家組組長、中國科學(xué)院大學(xué)郝鄭平教授作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)的中試裝置考核報告。評價委員會專家詳細(xì)審查了查新報告及相關(guān)評價材料，并與科研團(tuán)隊、合作企業(yè)等進(jìn)行了深入的交流、討論。最后，評價委員會專家一致認(rèn)為，該成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。一致同意通過評價。建議擴(kuò)大裝置規(guī)模，加快推廣應(yīng)用。
當(dāng)前，以天然氣、石油、煤炭等一次能源為主體的全球能源體系的發(fā)展正面臨著硫化氫排放所帶來的環(huán)境挑戰(zhàn)。作為一種劇毒化合物，硫化氫容易被氧化為二氧化硫并形成酸雨，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。它主要伴生或副產(chǎn)于天然氣開采、煉油化工行業(yè)和煤化工過程。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年處理的硫化氫量約80億立方米，全球范圍內(nèi)年處理量超過700億立方米，潛在待處理量超過4萬億立方米（數(shù)據(jù)來源：中國硫酸工業(yè)協(xié)會、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院）。因此，實現(xiàn)硫化氫的完全消除與資源化利用，一直是天然氣開采、煉油化工行業(yè)、煤化工等工業(yè)過程中長期面臨的難題。
為解決上述難題，李燦院士團(tuán)隊自2003年起便致力于探索利用光、電等非常規(guī)手段分解硫化氫。經(jīng)過十余年實驗室研發(fā)，團(tuán)隊成功解決了規(guī)?；纸饬蚧瘹涔こ谭糯髥栴}，研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”。
該技術(shù)在反應(yīng)空間上解耦化學(xué)反應(yīng)和電荷傳輸，利用電子介導(dǎo)將電極表面反應(yīng)移離電極，在電極外的反應(yīng)器中分別完成硫化氫氧化制硫磺和質(zhì)子還原產(chǎn)氫。這一設(shè)計有效避免了硫磺在電極表面沉積及污染電池隔膜的難題，排除了催化劑表面氣泡粘附析氫反應(yīng)的影響，發(fā)明了電催化制化學(xué)品的新反應(yīng)模式。目前，該項技術(shù)已申請26項專利，其中12項已獲授權(quán)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
基于該技術(shù)，李燦團(tuán)隊還聯(lián)合山東三維化學(xué)集團(tuán)股份有限公司、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院、灝鳴能源科技?(大連)?有限公司合作，在煤化工領(lǐng)域開展了10萬方/年硫化氫消除與資源化利用的工業(yè)示范項目。其主要包含四個方面的技術(shù)創(chuàng)新:?離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)；高效率、高穩(wěn)定性的電化學(xué)池及系統(tǒng)；高轉(zhuǎn)化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應(yīng)系統(tǒng)；高品質(zhì)硫磺和高純氫氣回收技術(shù)。
該工業(yè)示范項目以河南能源集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工20萬噸/年甲醇裝置中副產(chǎn)的硫化氫為原料，采用撬裝模塊設(shè)計，由硫化氫氧化生產(chǎn)硫磺、質(zhì)子還原產(chǎn)氫和電化學(xué)池三個主體單元構(gòu)成。連續(xù)運(yùn)行時間超過1000小時，實現(xiàn)了硫化氫完全轉(zhuǎn)化 (尾氣中硫化氫含量小于1 ppm)，產(chǎn)品硫磺純度大于99.95%、氫氣純度大于99.999%。既消除了硫化氫的污染，又實現(xiàn)了污染物的資源化利用，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。
根據(jù)科技查新報告和國內(nèi)外現(xiàn)行工業(yè)情況，此前未見同類技術(shù)報道，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”屬該領(lǐng)域具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)。
該技術(shù)為硫化氫的完全消除與資源化利用提供了全新路徑，最大程度處理硫化氫等污染排放物，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)“制氫+硫磺”的雙重資源化收益，拓寬了工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)涞纳a(chǎn)路徑。
與此同時，這項技術(shù)也對我國氫能產(chǎn)業(yè)及低碳能源體系建設(shè)具有積極推動作用，兼具環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)國際氫能協(xié)會預(yù)測，到2030年，我國綠氫規(guī)劃產(chǎn)能約180萬噸。若采用風(fēng)光電驅(qū)動該技術(shù)，處理我國每年約80億立方米的硫化氫，可在消除污染的同時回收約73萬噸清潔低碳?xì)?，相?dāng)于綠氫規(guī)劃產(chǎn)能的40%，對推動相關(guān)行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。
