绿色技术

基本信息

热化学硫碘循环水分解制氢技术是利用较低热源（＜850℃）实现水分解制氢技术，由以下三步反应组成：Bunsen反应、HI催化分解反应、硫酸催化分解反应。

首先，SO2、I2和水在293-393 K下发生氧化还原反应，生成硫酸和氢碘酸，称为Bunsen反应。而后经过纯化和精馏的碘化氢在573-773 K下进行催化分解，生成H2和I2；经过纯化和浓缩的硫酸在923-1123 K下催化分解为SO2、O2和H2O。整个循环只消耗水和热量，I2和SO2在系统内循环使用，对外输出H2和O2。

该技术具有热效率高（＞50%）、易连续运行、易实现大规模工业化应用、可耦合太阳能、核能以及工业余热等特点，是大规模氢制备的重要技术途径。

应用范围

热化学硫碘循环水分解制氢技术可与太阳能、核能以及工业余热等热源耦合，实现大规模氢制备。由于该技术的反应温度特点，尤其适用于塔式太阳能、第四代核能反应堆、以及高温工业烟气/蒸汽等热源环境。该技术还可与硫磺焙烧炉、工业烟气脱硫等场景进行耦合，实现H2和硫酸的联产。 

解决痛点

该技术避免了热-电-氢的转化，实现从热到氢的直接转化，热效率可达50%以上。理论计算表明，当采用电厂热源与该技术耦合时，制氢成本约8元/kg H2；当耦合第四代核堆热源时，制氢成本＜8元/kg H2。此外，该技术在耦合电厂烟气SO2资源和热源时，可实现H2和H2SO4联产，进一步降低H2制备成本。该技术的大规模应用可大幅降低氢气的价格，推动氢能产业的发展。 

节能效果

通过对当前典型制氢方式的全生命周期分析，热化学硫碘循环水分解制氢的温室气体排放量最少，为300～860g CO2/kg H2，是天然气制氢的十五分之一，是光伏发电制氢的八分之一，具有显著的环境效益。

所属行业：工业

所属领域：清洁能源

技术来源：国家绿色技术交易中心