近日，云南省重大科技专项“绿氢高效制备关键技术研究及应用”取得重要进展，随着丽江金山绿氢零碳智慧工厂示范项目完成钙钛矿光伏屋顶铺装，西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目正式落地云南。项目由昆明理工大学牵头，联合三峡集团云南能源投资有限公司、仁烁光能共同实施，团队打造的“光伏发电+电解水制氢”一体化装置，标志着云南在绿氢制备与新一代光伏技术融合应用领域迈出关键一步。
云南省首个钙钛矿/硅叠层光伏屋顶发电示范项目
突破绿氢技术瓶颈
“绿氢产业发展的核心痛点，归根到底是效率、成本和稳定性三大问题。”项目负责人介绍，团队从光伏发电、电解水制氢两端同步发力，集中突破行业共性“卡脖子”难题。
在光伏发电端，针对钙钛矿太阳能电池“效率高但稳定性差”的产业化瓶颈，团队研发出硅基叠层钙钛矿太阳能电池。传统硅基太阳能电池最高效率仅27%—28%，钙钛矿电池虽理论极限效率更高、成本更低、柔性更强，但长期稳定性不足始终制约其大规模应用。项目通过叠层技术路线，将光电转化效率提升至33%，在温度85℃、湿度85%的双85老化条件下，1100小时后性能仍保持90%以上，实现稳定性跨越式突破。当前，这项技术已在丽江实现工业级应用，是西南地区首个落地的钙钛矿叠层光伏实证项目。
在电解水制氢端，团队攻克了非贵金属催化材料核心难题。传统电解水制氢催化剂依赖铂、铱等贵金属，材料成本居高不下。“我们找到了不用贵金属也能高效电解水制氢的‘催化剂配方’。”项目负责人表示，团队研发的钴基非贵金属催化剂，在1000毫安每平方厘米的大电流密度下，析氢过电位仅241毫伏、析氧过电位359毫伏，全解水电压仅需1.88伏。更具优势的是，该催化剂可同时作为阴极和阳极使用，在大电流工况下稳定运行100小时无衰减，大幅降低了电解水制氢的核心材料成本。
1000Nm³/h规模的“光伏发电+电解水制氢”示范项目
落地全链示范应用
依托核心技术突破，项目在丽江建成覆盖“制—储—运—用”的全链条绿氢示范工程，超前布局省内首个“新能源+绿氢”全产业链，带动了氢能上下游产业发展。
工厂首期配置单台1000标方每小时的碱性电解槽，氢气纯度达到99.999%以上，绿氢年产能达320吨，年可减排二氧化碳3200吨。厂区铺装总装机容量118.4kWp的钙钛矿/晶硅叠层光伏组件，覆盖两片屋顶及两座车棚顶，年均发电量约16.08万度，每年可节约标准煤49吨、减少二氧化碳排放133.8吨。项目实现“就地发电、就地制氢”的深度耦合，有效避免远距离输电损耗，形成了可复制的厂区脱碳“微循环”模式。
“从2023年利用网电制氢到现在实现光伏直连制氢，制氢成本从每公斤70元降至20元。”项目负责人表示，达产后还可享受相关补贴政策，制氢成本将进一步下降，绿氢的市场竞争力将持续提升。
与此同时，丽江首台氢燃料电池热电联产系统同步投运。该系统适配高海拔分布式综合用能场景，采用质子交换膜技术，开发出集装箱式一体化成套装备，额定发电功率51kW，燃料电池发电效率39%—46%，整体热电综合效率最高可达86%，打通了从光伏制氢到氢能终端利用的全链条环节，为高原微型零碳园区和分布式微电网建设提供了标准化方案。
集装箱式一体化氢燃料电池热电联产示范工程
创新协同转化机制
项目实现从实验室技术到全链条工程的快速落地，核心在于构建了“研—转—用”一体化的产学研协同机制。“三个角色、一个目标，不是接力跑，而是并行跑。”项目负责人表示，三方立足优势分工协作，通过基础研究、技术开发、工程示范同步推进，大幅缩短成果转化周期。
昆明理工大学作为“技术策源地”，集中攻克钙钛矿叠层稳定性、钴基非贵金属催化剂配方等核心难题，完成实验室材料研发与工艺验证。仁烁光能等企业作为“产业转化方”，依托光伏领域的经验积累，及时把高校研发的新型光伏材料快速转化为可量产的产品，完成厂区叠层光伏的铺装落地。三峡集团云南能源投资有限公司作为“工程实施方”，负责电解制氢系统、加氢站及热电联产装置的建设运营，实现全链条工程落地。
“在项目落地过程中，省科技厅联动相关部门帮助我们打通政策堵点，助力联动省内产业资源，拓展应用场景。”项目负责人介绍道。该项目带动上游光伏组件、电解槽等装备技术升级，中游储运加注设施完善，下游氢能交通、热电联产等场景拓展，为全省绿氢项目建设提供了可参照的实践范本。
下一步，团队将持续聚焦让绿氢“用得起、用得好、用得广”的目标，通过降低绿氢制备成本、拓展绿氢应用场景、加强产学研合作三大方向，推动更多实验室成果走向工程应用，将云南绿电优势持续转化为产业优势。
