【海川化工科技前沿】国家能源集团低碳院电解水制氢技术获进展

低碳院电解水制氢技术获进展
2025年03月24日
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。

很不错的创新思路！

北京低碳清洁能源研究院（以下简称“低碳院”）是国家能源集团的直属研发机构，肩负着“出人才、出机制、出成果”的重要使命。现有员工600余人，50%科研人员具有博士学位，海外引进的人才占比超过10%。低碳院拥有煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室、国家能源煤炭清洁转换利用技术研发中心、北京市纳米结构薄膜太阳能电池工程技术研究中心等18个重点科研平台。

低碳院以奋力打造国家战略科技力量、全心服务国家能源“双碳”目标为愿景，坚持支撑一流企业创建、引领行业科技进步、服务科技强国建设、领先全球能源科技的科技创新战略，坚守科技研发的排头兵、科研人才的聚集地、战略性新兴产业的孵化器、科技成果转化的生力军的定位，科学谋划“1248”业务布局，即：以能源“双碳”目标的科技支撑为一个中心，围绕集团核心产业的低碳绿色转型和战略新兴产业的培育孵化两条主线，突出“碳”“氢”“水”“废”四个要素，聚焦煤炭矿井水保护与利用、氢（氨）能、CCUS、储能、煤化工催化剂、煤制高端化学品、煤基材料、人工智能应用八大方向。

作为国家引才引智示范基地，低碳院依托所属的全国重点实验室和研发平台，多次承担国家重点项目课题，发布国家和行业技术标准，荣获国家级科技奖励，是中央企业打造原创技术策源地的国家队、主力军。紧紧围绕国家能源集团产业绿色低碳转型需求和战略性新兴产业培育，以重大工程建设和技术升级为依托，通过核心技术自主研发和应用技术集成创新，突破了一批关键核心技术，取得了一批标志性科技成果，为国家能源集团全面建设世界一流清洁低碳能源科技领军企业和一流国有资本投资公司提供强大科技支撑。

自成立以来，累计承担科研项目700余项，其中国家级项目70项；立项和发布国家、行业、团体技术标准90项；申请专利3600余件，授权专利1500余件，发明专利占比超过90%，国际专利申请超过200件；22项原创技术经成果鉴定/评价达到国际一流水平；获得国家级、省(部)级和行业协会奖励70项，连续五年荣获中国专利奖，金奖3项、银奖2项、优秀奖1项；SCI、EI收录高质量论文390余篇，其中在《自然》《科学》《焦耳》等多个顶级国际学术期刊发表论文68篇；低碳院主办的《清洁能源》期刊，读者遍布137个国家/地区，是国家能源集团绿色低碳转型发展的国际传播学术平台。