近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員溫兆銀帶領的團隊面向高溫電解水蒸氣制氫的應用方向，在高溫質子導體材料的基礎研究和電解水蒸氣制氫系統(tǒng)開發(fā)方面取得了重要進展，研制的管式高溫電解堆連續(xù)運行超過1萬小時。相關材料體系的研究結果國內外尚未見公開報道。

　　隨著我國能源結構的多元化調整、分布式供能和燃料電池汽車技術的發(fā)展，市場對氫氣的需求將大幅增長，預計2030年全國需求將達3500萬噸；采用可再生能源電解制取“綠氫”，是實現(xiàn)2060年“碳中和”目標的有效路徑。高溫質子導體材料是在含氫或含水蒸氣氣氛下具有質子導電性的一類稀土氧化物材料，以質子導體型電解池為核心的高溫電解制氫系統(tǒng)具有制氫效率高、純度高、無需分離后處理、規(guī)模靈活便于分布式部署等優(yōu)勢，批量化后的制氫成本可低至15元/kg以下，有望應用于加氫站等場所，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟價值，是目前氫能領域的研究熱點方向之一。

　　經(jīng)過多年的研究積累，研究團隊已具備從材料到器件的基礎研究和工程化開發(fā)能力，建立了管式電解池的研制和測試平臺，實驗室小批量制備的電池衰減率可達0.4%/1000 h（滿足5年以上使用壽命），集成的多管電堆已穩(wěn)定運行11000 h以上，是目前該體系公開報道的最長運行紀錄。目前，研究團隊正在推進該項電解水蒸氣系統(tǒng)耦合可再生能源制取“綠氫”的示范工程。

圖1.實驗室小批量制備的管式電解池及其制氫穩(wěn)定性測試

圖2.集成的kW級電解制氫樣機及模塊運行穩(wěn)定性結果