近日，四川大学原子核科学技术研究所芶富均教授带领的液态金属团队研发出一种液态金属热裂解技术，在国内首次实现了甲烷直接裂解零排放高效产氢，相关技术有望实现快速产业化。

       氢能作为清洁、高效、可存储的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用的理想能源。实现2030年二氧化碳达峰和2060年碳中和目标的必由之路是逐步减少化石能源的直接使用比例，加快发展可再生能源制备无二氧化碳排放的绿氢。《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》已将氢能产业定位为前沿科技和产业变革领域。

       目前成熟的制氢主要方式包括化石能源（煤和天然气）制氢、水电解制氢。但化石能源制氢过程会排放大量的二氧化碳，而电解水制氢成本较高。四川省天然气及页岩气资源储量十分丰富，因此发展低成本、无二氧化碳排放的天然气绿色氢能技术，有利于改善四川省能源结构、提高能源利用效率、促进天然气就地转换。

       据介绍，四川大学芶富均教授带领的液态金属团队在国内首次研发出液态金属热裂解装置，以液态金属为媒介，助力甲烷裂解，实现零排放、低成本、高效制氢。甲烷转化率可达90%以上，并且产物中完全不含二氧化碳；而制氢副产物的固态碳由于密度很低，漂浮在液态锡表面，可以很容易去除，一方面避免了制氢效率降低，另一方面收集的碳粉还可用于生产钢铁、锂电池、轮胎等。整个制备过程经济、环保，具备巨大的市场潜力。

图源：成都日报锦观

        优化制氢产业链关键环节、突破技术瓶颈，如何在算好“生态账”的同时，算好“经济账”？芶富均教授介绍，天然气水蒸气重整制氢，1公斤氢气耗电约11度，而电解水制氢要耗电约48度；虽然化石能源重整制氢耗能小，但会排放约10公斤二氧化碳。目前，液态金属天然气制氢设备产生1公斤氢气耗电约16度。

    “如果将产生的高温氢气和固态石墨的余热再循环利用，电力成本将与传统制氢成本持平。”芶富均教授说，进一步优化工艺后，还将产生碳纳米管、碳纤维等形态的纳米先进材料，提高副产物价值，可以极大降低制氢成本。

       芶富均教授团队多年来聚焦低熔点液态金属的前沿应用研究，开发了一系列低熔点金属体系，系统研究了各类液态金属的基本物性及其与材料相容性，其研发相关技术还应用于核聚变面向等离子体部件、硼中子俘获癌症治疗中子源靶以及极紫外光刻机光源等领域。

       内容综合来源：成都日报锦观、四川大学原子核科学技术研究所