“绿色制氢”再上一级台阶：新电解槽效率高达98%

研究结果2022年3月16日发表在《自然通讯》上，报告了研究小组的毛细管供料电解槽，该电解池以98%的细胞能量效率从水中生产出绿色氢气。

目前生产氢气的主要瓶颈：由于电解液中的气泡是不导电的，它们可以粘在电极上，掩盖它们与它们需要接触的液体的接触，这降低了转换效率。早期的电解器的两个电极都淹没在电解液中，这样就会在它们周围形成气泡。在70年代，零间隙电解使阳极和阴极直接与分离膜接触，通过只允许气泡在每个电极的一侧形成而提高了效率。而最近，聚合物电解质膜技术允许阴极一侧在没有电解质的情况下运行，通过生产氢气而不通过液体冒泡，再次提高了效率。

而毛细管供料电解槽继续推进了技术进步。电解池底部的储液器使电解液不与阳极和阴极接触，直到它通过一个多孔、亲水的电极间分离器利用毛细作用被吸上来。因此，电解液与电极直接接触，且只在一侧直接产生氢气和氧气，中间没有任何气泡的阻碍。

由于没有水被吸引到释放气体的电极一侧，阻力进一步减少，因此两者不会互相妨碍，而且当水从分离器中被电解出来时，毛细作用会吸取更多的水来替代它。

该电解槽系统的设计便于制造、扩展和安装，提供了95%的整体系统效率，相当于41.5千瓦时/千克，而现有电解槽技术的效率为75%或更低。对于氢气生产商来说，这将大大降低生产绿色氢气的成本和运营成本。

澳大利亚IP集团物理科学主管和Hysata首席执行官Paul Barrett解释说，这些新发现为世界上最高效的电解槽的商业化提供了途径。该技术将使氢气生产在2020年代中期低于每公斤1.50美元，比预期更早地达到澳大利亚和全球目标。

该研究论文题为"A high-performance capillary-fed electrolysis cell promises more cost-competitive renewable hydrogen"，已发表在《自然·通讯》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28953-x