我国科学家在光分解纯水制氢材料研究获进展，成果登上《美国化学会志》【附氢能源技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

随着对于清洁能源的需求不断增加，氢能被视为一种潜在的清洁能源解决方案，因为它在燃烧时只产生水蒸气，不会产生二氧化碳等温室气体。氢能行业涵盖了氢气生产、储存、运输和利用技术，包括氢燃料汽车、工业用氢等各个领域。

近日，华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队在光分解纯水制氢材料晶面结构设计与创制方面取得新进展，他们以晶态氧化物SrTiO3为模型材料，在固相合成体系中成功控制备出大比例暴露优势晶面的高质量单晶催化剂。相关成果已经在线发表于《美国化学会志》。

在之前的研究基础上，团队发展了一种固相合成晶面调控策略，通过固态前驱体再结晶过程，成功控制备暴露高活性{111}晶面的SrTiO3单晶光催化剂。他们使用预合成的低结晶度SrTiO3前驱体作为固态再结晶的结构转变过程提供了良好的动力学环境;同时，微量Al3+掺杂离子作为表面形貌调节剂，可以精确调控晶体的表面取向为可控百分比的{111}晶面。这种设计使得光激发电子-空穴对在{100}和{111}面之间实现了高效的各向异性分离，光解水制氢活性随着{111}晶面暴露比例的增加而显著提高。由于优异的结晶度、低缺陷密度和各向异性表面等结构优势，具有36.6%{111}晶面的SrTiO3单晶光催化剂以2:1的化学计量比实现了高效的光催化分解纯水。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

氢能源产业链上游为制氢，包含氢气制取(主要技术方式包括煤制氢、工业副产氢、天然气制氢、电解水制氢以及其他工艺制氢)、氢气纯化、氢气液化等环节。

氢能源产业链的中游就是储存环节，主要储运技术包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输等。

氢能源产业链下游为加氢及氢的综合应用，涉及到加氢站建设及设备，以及交通、工业、建筑等领域的应用。

华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队在光分解纯水制氢材料晶面结构设计与创制方面取得新进展，该技术处于氢能源产业链上游制氢环节。

宏观市场观察

欧洲氢能源规划起步于2003年

欧洲氢能源发展政策规划从2003年开始起步，2003年欧盟25国开展了合作研究 European Research Area(ERA)的项目，设立欧洲氢能和燃料电池技术研发平台，并且重点攻关氢能和燃料电池领域的关键技术;2013年，欧盟在氢能源和燃料电池产业投入220亿欧元，大力促进欧洲氢能源行业的发展;2019年，欧洲燃料电池和氢能事业联合组织发布了《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径》，政策指出欧洲2050年氢能源产值预计达到8200亿欧元。

超过三分之一央企布局氢能源

2021年7月16日，在国新办新闻发布会上国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗表示，目前超过三分之一的中央企业已经在布局包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链，并取得了一批技术研发和示范应用的成果。氢能源作为我国未来能源发展的重要领域，央企在不断入局。

——全国氢能源产业发展规模

2019年两会期间，氢能首次写入我国政府工作报告。在“十四五”规划期间，我国指出要在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。2017年以来，我国布局氢能源的企业注册量逐渐攀升，以广东省、江苏省、北京市为领头。氢能产业大数据平台数据显示，我国目前已建成加氢站358座，在运营加氢站245座，覆盖28个省份，省份覆盖率达82.35%。其中，广东省以加氢站数量55座为首。2019年以来，我国在运营加氢站供给能力从3.614千克/天激增至18.88千克/天，供给能力大幅提升。随着我国政策的倾斜力度逐渐加强，预计到2023年能够实现供给能力25千克/天，在运营加氢站数量将达到300座。

中国氢能源技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前氢能源关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于氢能源研发，成为潜在的氢能源技术发展中心。根据热力图的分布粤港澳大湾区有极大的可能性成为氢能源技术的先导区域。重点关注广东省深圳市福田区、河南省郑州市管城回族区、海南省海口市龙华区等地的相关企业，以及这些地方对氢能源产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《全球及中国氢能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》

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