近日，大连大学环境与化学工程学院潘立卫教授团队在分布式制氢成套技术及装备方面取得重要进展。通过在催化剂制备、重整制氢集成反应器设计、重整与CO净化的集成系统三个层次开展自主创新研究及技术攻关，实现了非稳态集成化制氢中化学能、热能相互转换过程的强化与高效调控，成功设计并开发了产氢能力为40 Nm3/h甲醇重整成套制氢系统。
图1. 40 Nm3/h分布式制氢系统设计及成套装备
氢能具有来源广泛、能量密度高、转化效率高、清洁环保的特性，使得氢能在全球能源转型中扮演着越来越重要的角色，帮助人类加速实现“双碳”战略目标。近年来，许多发达国家在氢能及燃料电池领域纷纷进行了氢能产业布局，推动氢能产业快速发展，但是氢气的安全、高效储运成为氢能大规模应用的技术瓶颈。
分布式氢能技术为解决氢气的储运瓶颈问题提供了可能。潘立卫教授团队坚持走自主创新路线，围绕分布式氢能源领域中急需解决的分布式制氢催化剂、分布式制氢系统及氢源-燃料电池集成等方面的技术和工程应用问题深耕多年，开展了系列应用性基础研究和产业化研究；在分布式氢能领域，形成多场景制氢供电系列成套装备、成套氢能装备的集成控制、标准化的氢能撬装模块和成套氢能装备的产业化标准设计等的产业化能力，团队拥有核心专利技术20余项，研制了拥有自主知识产权的制氢催化剂、小型分布式在线制氢机（CQ、MS系列）、制氢-燃料电池集成热电联供系统（DLU-CHP系列）等系列产品。
图2 团队开发的具有自主知识产权的分布式制氢系列产品
基于前期的小型制氢装置的研究积累以及国家重点研发计划的支持，潘立卫教授团队此次采取产、学、研相结合的方法，先后通过催化剂造孔技术、选择可变价的金属元素作为活性组分提供高的储放氧性能、非均布活性组分设计方案、与企业联合技术攻关，攻克了高效催化剂的规模化制备难题；通过“结构紧凑及多反应、多过程热量耦合集成”的设计理念，开发甲醇重整制氢集成系统内热量、物流的定向精准匹配及耦合协同技术，攻克了多过程热量耦合的重整制氢集成反应器设计难题；以能效最优为原则，将分布式制氢系统中重整与CO净化过程耦合为集成式反应器组，结合系统感知及智能自循环健康运行等关键技术，攻克了重整与CO净化的集成系统技术难题；基于上述三方面的技术攻关，潘立卫教授团队成功设计并开发了产氢能力高达40 Nm3/h甲醇重整制氢系统技术及装备，装置整体性能处于国内领先水平。
该研究得到了国家重点研发计划（2020YFB1506301）以及大连市氢能专项基金的支持。
附连大潘立卫教授简介：
潘立卫：教授，博士生导师，大连大学环境与化学工程学院副院长、大连大学科研处副处长，辽宁省化工环保专业技术创新中心、大连市先进催化材料重点实验室负责人。长期从事氢能源和环境催化领域的研究，主要涉及催化剂工程设计、多反应耦合集成反应器、反应过程强化、化工过程模拟、系统集成等方面的研究。近两年负责国家重点研发计划等科研项目，经费超500万元，为清洁能源领域的科研工作提供了强力支撑。曾入选大连市优秀专家、辽宁省 “百千万人才工程”。发表相关学术论文50余篇、授权发明专利近30项。
