11月26日，一場聚焦前沿科技的重要盛會在北京舉行——“中國好技術(shù)”大會暨2024年度稱號授予儀式。在此次大會上，一項名為“多面體鈦酸鍶聚光量子制氫氧電熱一體化技術(shù)及成套裝備”的創(chuàng)新成果脫穎而出，成功入選“中國好技術(shù)”A類項目庫，并榮獲“中國好技術(shù)”稱號。該技術(shù)由中國科學(xué)院過程工程研究所自主研發(fā)，北京納歐鍶業(yè)化學(xué)研究院有限公司參與成果轉(zhuǎn)化。

據(jù)中國科學(xué)院過程工程研究所研究員段東平介紹，多面體鈦酸鍶催化制氫及一體化成套裝備的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，能夠靈活適應(yīng)多種復(fù)雜場景需求。這一技術(shù)有望成為推動工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展、偏遠地區(qū)能源自給自足以及氫能交通變革的關(guān)鍵力量。

在傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)，化石燃料供電是常見模式，但這種模式能耗高且環(huán)境污染嚴重。多面體鈦酸鍶技術(shù)的出現(xiàn)帶來了改變。它通過高效的聚光量子制氫和發(fā)電，實現(xiàn)太陽光能到氫能、電能的直接轉(zhuǎn)換，大幅提高了能源利用效率，減少了碳排放。同時，其聚光催化制氫功能為工業(yè)園區(qū)提供了清潔、可持續(xù)的氫能供應(yīng)，滿足了化工、冶金等高能耗行業(yè)的能源需求，助力工業(yè)生產(chǎn)向綠色轉(zhuǎn)型。

對于工業(yè)礦山、邊坡的回填改造項目，該技術(shù)展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。其裝備采用小型化和模塊化設(shè)計，可靈活部署在礦區(qū)不同位置。這不僅解決了礦山修復(fù)難題，還能通過氫能生產(chǎn)保障能源供應(yīng)，減少礦區(qū)對外部能源的依賴，促進生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與保護。

偏遠地區(qū)的供電問題長期制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展。多面體鈦酸鍶聚光量子發(fā)電裝備憑借高效的光電轉(zhuǎn)換效率和較強的環(huán)境適應(yīng)性，成為偏遠山區(qū)、海島、沙漠等地區(qū)理想的能源解決方案。該裝備中，鈦酸鍶光電組件和金屬換熱器管道構(gòu)成肖特基結(jié)，可實現(xiàn)發(fā)電 - 產(chǎn)熱功能，在收集電流的同時，產(chǎn)生的熱量可作為穩(wěn)定熱能供應(yīng)源。而且，這一技術(shù)實施幾乎不受地理位置限制，大大拓寬了清潔能源的應(yīng)用范圍。

氫能交通作為未來出行的重要方向，正從概念走向現(xiàn)實。從家庭轎車到公共交通，從城市物流到長途運輸，氫能車輛憑借零排放、長續(xù)航的特點，逐漸改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞剑瑴p少對化石燃料的依賴，緩解城市交通的環(huán)保壓力。在航天領(lǐng)域，氫能的高效能量密度使其成為火箭助推器的理想燃料，推動人類探索宇宙。通過光電催化水分解反應(yīng)，該技術(shù)不僅產(chǎn)生氫氣，還產(chǎn)生清潔氧氣，這些氧氣可應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、環(huán)保等多個領(lǐng)域，為人類社會提供更清潔、健康的空氣環(huán)境。未來，多面體鈦酸鍶聚光量子制氫氧電熱一體化成套裝備作為新能源技術(shù)的集大成者，應(yīng)用領(lǐng)域不僅限于工業(yè)園區(qū)、偏遠地區(qū)供電及氫能交通，在國防、熱電、鐵路以及應(yīng)急等關(guān)鍵領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力。

多面體鈦酸鍶技術(shù)具有多項創(chuàng)新亮點。其材料獨特的電子結(jié)構(gòu)和能帶特性，顯著提升了光吸收效率和載流子分離效率，綜合光電轉(zhuǎn)換效率高達45%；在可見光范圍內(nèi)，該材料具有優(yōu)異的光催化活性，能高效分解水分子產(chǎn)生氫氣和氧氣，單倍光析氫速率達6 mmol/h·g。

該一體化技術(shù)采用先進聚光設(shè)備，可將太陽光強度提升至千倍，為高效光電轉(zhuǎn)換和光解水制氫提供充足能量輸入。一體化裝備將光伏發(fā)電、光熱利用和光解水制氫制氧等功能高度集成，實現(xiàn)太陽能多級利用，提高整體能源利用效率。基于高效的光電轉(zhuǎn)換效率和聚光技術(shù)，規(guī)模化生產(chǎn)使發(fā)電成本降至0.1 - 0.15元/度、制氫成本降至8 - 12元/kg。

與傳統(tǒng)晶硅材料相比，多面體鈦酸鍶材料耐高溫和耐老化性能優(yōu)異，能在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，使用壽命更長。一體化裝備全部采用無機材料，避免了有機材料在紫外線照射下的老化問題，進一步延長了使用壽命。

段東平指出，該技術(shù)從太陽能吸收到氫氣、氧氣及電和熱產(chǎn)生，整個過程無需消耗化石燃料，不產(chǎn)生任何污染物，真正實現(xiàn)清潔能源的閉環(huán)利用。而且，該技術(shù)投資成本低、制備工藝簡單、一體化設(shè)計緊湊、占地面積小，適合不同規(guī)模推廣應(yīng)用。