中国科学院大连化学物理研究所开发出50kW级稀碱阴离子交换膜电解堆
- 2026/5/13 9:21:19 21676
- 来源：中国科学院大连化学物理研究所
【仪表网 研发快讯】近日，中国科学院大连化学物理研究所燃料电池研究部燃料电池系统科学与工程研究中心(DNL0301组群)邵志刚研究员、俞红梅研究员、赵云研究员团队在阴离子交换膜(AEM)电解水制氢技术领域取得新进展。团队开发出基于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50kW级AEM电解堆的组装与测试。该电堆在0.1M KOH电解质条件下，活性面积为1520 cm2，功率达53.3 kW，电流密度达1172 mA cm-2，各项指标优于设计预期。随后，团队对该电解堆进行了稳定性考察，实现了平稳运行150小时，初步验证了稀碱体系下的长期工作能力。
AEM电解水制氢融合了碱性电解水的低成本与质子交换膜电解水的高动态响应优势，被视为下一代绿氢制备的重点方向之一。传统AEM电解技术多采用1M KOH等高浓度碱性电解质，虽能保证较高离子电导率，但强碱环境加速了膜材料的化学降解，导致耐碱稳定性差、寿命缩短，成为商业化的主要瓶颈。
针对这一痛点，团队聚焦AEM电解水关键科学与技术问题开展系统研究，前期已设计开发出系列高稳定性阴离子交换膜(Adv. Funct. Mater.，2025；Nature Commun.，2025；J. Membr. Sci.，2024)，并提出了低玻璃化树脂增强膜电极界面稳定性的新策略(Adv. Energy Mater.，2025)。
在此基础上，团队另辟蹊径，结合自制的膜材料和高性能膜电极技术，将KOH浓度从传统的1M降至0.1M，减弱了对膜材料的碱性攻击，实现了“降碱不减效”——既保持非贵金属催化剂、低腐蚀性等固有优势，又从根源上提升了长周期耐碱稳定性，为后续开发万小时级长寿命AEM电解堆开辟了新方向。
上述工作得到了中国科学院A类先导专项“基于高比例可再生能源的储能关键技术与示范”、辽宁省重大科技专项、辽宁省兴辽英才计划、辽宁滨海实验室等项目的支持。
引用：我所开发出50kW级稀碱阴离子交换膜电解堆 中国科学院大连化学物理研究所 【引用时间：2026年05月13日】
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