1月6日，基于大連化物所太陽能研究部（DNL16）李燦院士團隊研發(fā)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”在北京通過中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。中國石油化工集團有限公司曹湘洪院士擔任科技成果評價委員會主任，中國科學院城市環(huán)境研究所賀泓院士擔任評價委員會副主任。中國石油化工集團有限公司謝在庫院士、中國石化工程建設有限公司孫麗麗院士、中國石化石油化工科學研究院聶紅院士，大連化物所副所長黃延強、科研及職能部門相關人員等出席會議。
會上，李燦作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術的研究報告，山東三維化學集團股份有限公司總經(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的工作報告，現(xiàn)場考核專家組組長、中國科學院大學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的中試裝置考核報告。評價委員會專家詳細審查了查新報告及相關評價材料，并與科研團隊、合作企業(yè)等進行了深入的交流、討論。最后，評價委員會專家一致認為，該成果達到國際領先水平。一致同意通過評價。建議擴大裝置規(guī)模，加快推廣應用。
當前，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)權的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”。
該技術在反應空間上解耦化學反應和電荷傳輸，利用電子介導將電極表面反應移離電極，在電極外的反應器中分別完成硫化氫氧化制硫磺和質子還原產(chǎn)氫。這一設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的影響，發(fā)明了電催化制化學品的新反應模式。目前，該項技術已申請26項專利，其中12項已獲授權，具有完全自主知識產(chǎn)權。
基于該技術，李燦團隊還聯(lián)合山東三維化學集團股份有限公司、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創(chuàng)新:?離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術；高效率、高穩(wěn)定性的電化學池及系統(tǒng)；高轉化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應系統(tǒng)；高品質硫磺和高純氫氣回收技術。
該工業(yè)示范項目以河南能源集團新鄉(xiāng)中新化工20萬噸/年甲醇裝置中副產(chǎn)的硫化氫為原料，采用撬裝模塊設計，由硫化氫氧化生產(chǎn)硫磺、質子還原產(chǎn)氫和電化學池三個主體單元構成。連續(xù)運行時間超過1000小時，實現(xiàn)了硫化氫完全轉化 (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，此前未見同類技術報道，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”屬該領域具有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng)性技術。
該技術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)領域清潔低碳氫的生產(chǎn)路徑。
與此同時，這項技術也對我國氫能產(chǎn)業(yè)及低碳能源體系建設具有積極推動作用，兼具環(huán)境與經(jīng)濟效益。
據(jù)國際氫能協(xié)會預測，到2030年，我國綠氫規(guī)劃產(chǎn)能約180萬噸。若采用風光電驅動該技術，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73萬噸清潔低碳氫，相當于綠氫規(guī)劃產(chǎn)能的40%，對推動相關行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。
