中科院大连化物所突破稀碱体系AEM电解水技术瓶颈 50千瓦级电解堆完成测试

2026-05-31 02:59:37来源：互联网

2026年5月，中国科学院大连化学物理研究所邵志刚、俞红梅、赵云领衔的科研团队，在阴离子交换膜（AEM）电解水制氢技术领域取得关键突破——成功开发出适配0.1M稀碱电解质的大面积膜材料与高性能膜电极制备工艺，并完成50千瓦级AEM电解堆的组装与系统性能测试。这一成果为AEM电解水制氢技术的规模化应用扫清了核心障碍，也为我国绿氢产业的高质量发展提供了重要技术支撑。

在“双碳”目标指引下，绿氢作为连接可再生能源与终端用能场景的核心载体，正成为推动能源结构转型的关键力量。阴离子交换膜电解水制氢技术凭借其兼具碱性电解水的低成本优势与质子交换膜电解水的高电流密度特性，被业内视为极具产业化前景的绿氢制备路径。不过，长期以来，该技术的规模化推进面临着核心瓶颈：传统浓碱电解质体系不仅采购与存储成本偏高，还会对设备造成较强腐蚀，增加运行维护难度；而稀碱电解质体系下，膜材料的离子传导效率与稳定性、膜电极的催化活性难以兼顾，成为制约技术落地的关键痛点。

针对这一行业难题，大连化物所科研团队聚焦稀碱环境下的材料特性与反应机制，开展了长达数年的定向攻关。团队通过分子结构设计与制备工艺优化，成功开发出一款适配0.1M稀碱电解质的大面积阴离子交换膜材料。这款膜材料在低浓度碱液环境中展现出优异的耐化学稳定性与离子传导性能，能够为电解反应提供稳定高效的离子传输通道，解决了稀碱体系下膜材料易衰减的问题。同时，团队创新了高性能膜电极的制备工艺，通过精准调控催化层的微观结构与界面结合状态，大幅提升了电极在稀碱条件下的催化活性与长期运行耐久性，为电解堆的高效稳定运行筑牢了核心基础。

基于自主研发的膜材料与膜电极制备工艺，团队完成了50千瓦级AEM电解堆的集成组装，并开展了严格的性能测试。测试结果显示，该电解堆在0.1M KOH电解质环境中可稳定运行，各项关键性能指标均达到设计预期，充分验证了稀碱体系AEM电解水技术路线的可行性与规模化潜力。与传统浓碱体系电解堆相比，稀碱体系的应用不仅降低了电解质的使用成本，还减少了设备腐蚀风险，提升了整体运行的安全性与经济性，为后续更大规模电解堆的开发奠定了坚实基础。

绿氢产业的规模化发展离不开核心技术的持续突破。这一来自大连化物所团队的成果，打破了稀碱体系AEM电解水技术的应用壁垒，为绿氢制备提供了更经济、更可靠的技术选择。随着氢能在交通、化工、电力储能等领域的应用场景不断拓展，该技术成果将进一步推动我国氢能产业链的技术升级，助力加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系，为实现“双碳”目标注入新的动力。