当下，工业空气污染治理需求爆发，河北环境工程学院本科生团队深入调研，相继走访了唐山唐钢集团、大连恒力石化、陕西延长石油、秦皇岛污泥处理厂等8家公司，发现石油厂、化肥厂等化工企业释放的甲醛、二氧化硫等有毒气体，已成为威胁工人健康的“隐形杀手”，而传统空调系统仅具备冷热交换功能，早期空气净化装置缺乏储能模块，无法应对断电场景下的污染治理需求。河北环境工程学院团队以“保障工人健康，呼吸新鲜空气”为宗旨，锚定工业空气治理的技术空白展开攻关。由程颖、彭庆禹老师指导，由李梦奕、赵丹宁、杨伊文、等七名来自不同年级、学科的本科生组成的团队，以氢能技术为核心构建了工业空气治理的新型范式。该装置以MgH₂-CeMnZr复合储氢材料为储能介质，融合HEPA高效过滤、负离子除尘及光触媒技术，形成“净化-储能-供电”一体化系统，可同步去除PM2.5、甲醛、TVOC等污染物，且在断电时仍能维持6-8小时持续运行。项目已形成包含技术研发、市场分析、财务预测的完整商业体系，其产业化落地将为化工、印刷等重污染行业提供从技术创新到场景应用的全链条解决方案。

图1 团队实地调研图

直击工业污染痛点 从问题溯源到专利突破

经团队研究，发现氢由于可再生能源具有较高的氢密度，因此无污染且无毒，使其成为有能力的候选人未来的能源系统，而固态储氢材料因其高容量和安全性而被认为是一种合适的良性储氢替代品。在所有固态材料中，镁基储氢材料，尤其是氢化镁（MgH2），由于其容量大、储量大和优异的可逆性，是最著名的储氢材料之一。团队发现过渡元素铁及其化合物可降低MgH₂储氢材料的吸放氢活化能，通过机械球磨法制备出MgH₂-CeFeZr复合材料，颗粒尺寸的减小促进了镁和镁基材料的吸放氢性能。实验数据显示，该材料在473K温度下2500秒内吸氢量达5.30wt.%，较纯MgH₂提升2.5倍，脱氢温度降低82K，相关研究成果支撑2项发明专利及1篇SCI论文。获得了荣获2021年“挑战杯”河北省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖、第八届河北省“互联网+”大学生创新创业大赛决赛铜奖，这一突破解决了储氢材料动力学性能差的核心难题，为装置的储能模块奠定技术基础。

创新驱动技术跃迁 从原理突破到系统重构

研发过程中，团队攻克多重技术壁垒：在材料层面，通过CeMnZr催化改性，使MgH₂储氢材料的活化能降至161.13kJ·mol⁻¹，实现低温环境下的高效吸放氢；在系统集成方面，创新设计“风能-电能-氢能”转化链条，通过风机发动机将空气流动能转化为电能，再以氢能形式储存，能量转化效率提升35%。 装置构建“三级过滤+双效净化”技术体系：粗效滤网、活性炭滤网、HEPA滤网组成复合滤芯，结合光触媒与负离子技术，使PM2.5去除率达98%以上，甲醛净化效率提升至72%。其独创的自储能模块可在断电时持续供电，经实测，某试点化工厂在使用该装置后，车间空气质量达标率从41%提升至96%，验证了技术的场景适应性。

智造赋能产业落地 从样机研发到规模应用

“绿氢能源-工厂光氢空气净化装置”已完成从实验室原理机到产业化样机的迭代，形成“代工厂加工-自主生产线-定制化服务”的三阶段落地路径。团队与京津冀地区多家化工企业达成合作，计划在燕山石化、天津化工厂等企业部署示范项目，首批试点装置已在小型化工厂完成6个月连续运行测试。 该装置不仅实现技术创新，更构建了“硬件+数据”的服务生态：通过搭建数据分析平台，为客户提供空气质量实时监测、设备运维预警等增值服务，帮助企业优化治理成本。经济测算显示，装置一次性投入后无额外维护成本，较传统方案节能30%以上，预计3年内可覆盖华北地区15%的工业空气治理市场。 商业化探索展现了高校科研成果转化的典型范式——以技术突破解决产业痛点，以系统创新推动行业升级，为“双碳”目标下的工业环境治理提供了可复制的“绿氢方案”。

图2 学生参加路演答辩现场

图3 团队核心成员照片

绿水青山就是金山银山，团队攻克复合储氢材料技术，形成专利成果，制定全链条商业规划，推动光氢空气净化装置从技术研发迈向产业化，为空气污染的治理贡献力量。

免责声明：市场有风险，选择需谨慎！此文仅供参考，不作买卖依据。

责任编辑：kj005

文章投诉热线:157 3889 8464  投诉邮箱:7983347 16@qq.com