硫化氢作为天然气开采、石油炼化及煤化工等产业链中的常见副产物,长期以来是困扰相关行业的"顽疾"。
这种剧毒气体不仅对作业人员健康构成直接威胁,大气排放后还会转化为酸雨,对生态环境造成严重污染。
如何有效消除并资源化利用硫化氢,成为制约工业绿色转型的重要课题。
经过二十年的科研攻关,李灿院士团队成功破解了这一难题。
自2003年起,研究团队就开始瞄准硫化氢的完全分解利用,经历十余年的基础研究和工程化探索,最终研发出具有完全自主知识产权的离场电催化全分解技术。
这项创新的核心在于打破传统电催化反应的思路——不再将产生硫磺和氢气的化学反应局限于电极表面,而是通过特殊的电子介导机制,将反应"转移"到电解槽外的独立反应器中进行。
这一设计创新带来了显著的技术突破。
传统电催化方案面临硫磺固体堵塞电极、污染隔膜等瓶颈,同时氢气气泡在催化剂表面的黏附会严重影响析氢效率。
离场电催化技术通过为化学反应设置"专用车间",从根本上规避了这些问题,使整个系统能够稳定、高效、规模化地运行。
基于该技术,研究团队与山东三维化学、榆林中科洁净能源创新研究院、灏鸣能源科技等企业开展深度合作,在河南新乡成功建成国内外首套年处理10万立方米硫化氢的中试示范装置。
该装置已连续稳定运行超过1000小时,硫化氢完全转化率达到100%,产出的硫磺纯度高于99.95%,高纯氢气纯度超过99.999%,真正实现了"吃干榨净、变废为宝"。
从科研成果的知识产权保护看,该技术已申请26项专利,其中12项已获授权,形成了完整的专利包,为产业化推广奠定了坚实基础。
该技术的重要意义在于开辟了清洁低碳氢的新生产路径。
如果利用我国丰富的风光等可再生能源产生的电力来驱动该技术,处理国内每年排放的硫化氢,不仅可以消除严重的环境污染,还能回收数量可观的"绿氢"。
这对于构建清洁低碳能源体系、推动工业绿色转型、实现碳达峰碳中和目标具有重要的现实意义。
从应用前景看,该技术在煤化工、石油化工、油气开采等能源密集型产业中具有广阔的应用空间。
相关行业的硫化氢排放量巨大,该技术的推广应用将为这些产业的绿色升级转型提供有力支撑。
从“剧毒废气”到“清洁能源与化工原料”,硫化氢资源化利用路径的拓展,折射出我国以科技创新破解绿色转型难题的努力与成效。
面向未来,持续把科研突破转化为稳定可用的工程能力,把单点技术嵌入更广阔的产业体系之中,才能让更多“难治理的污染物”变为“可利用的资源”,为高质量发展注入更坚实的绿色动能。