近日，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能(氨能)技术研究中心科研人员在电解水制氢技术领域取得重要进展，研究团队提出了膜电极结构新型调控技术，实现了电流密度和制氢效率的大幅提升。相关研究成果发表于Nature旗下期刊《Communications Engineering》。
绿氢在工业和交通等领域的应用将大幅减少化石能源的使用，对于实现“双碳”目标具有重要的战略意义。碱性电解水制氢是大规模可再生能源制氢的主流技术路线，提升其电流密度和电解效率，有利于降低电解槽成本和电耗，促进绿氢的大规模应用。多年来，碱性电解槽一直采用金属网电极和多孔隔膜的机械组合结构，造成内阻大、催化剂利用率低的问题，因此电流密度和制氢效率提升存在着一定瓶颈。
研究团队提出了一种新型的碱性电解水制氢技术路线，在多孔隔膜两侧直接构造微米级催化剂涂层。催化层呈三维多孔结构，在多孔隔膜表面进行无缝隙黏结，将离子传输距离大幅降低，有利于降低电解槽内阻。同时，三维多孔的催化层比表面积大，能够提升反应活性位点数量，提高催化剂利用率。
该项研究为大规模、低成本可再生能源制氢提供了一种有潜力的技术路线。目前，该技术依托国家能源集团种子基金孵化项目，正在进行新型高效碱性电解槽中试及产品化开发。