工业级海水电解新进展：低能耗、长寿命电极或将推动氢能产业升级

热门资讯 2025年08月15日 08:33 1 admin

氢能，被誉为未来清洁能源的重要支柱，正快速走入钢铁、发电等高耗能行业，以减少碳排放、推动绿色转型。水电解制氢是当前最具潜力的技术路径之一，尤其在可再生能源驱动下，它可以实现零碳生产。然而，大多数水电解系统仍依赖淡水，而淡水资源在气候变化、人口增长及农业、工业竞争下愈发紧张。

采用研究团队自主研发电极的海水电解堆测试。图片来源：韩国能源研究院 (KIER)；侵删

海水电解——机遇与挑战并存
海水资源取之不尽，用它直接制氢能避免淡水消耗，但现实中却面临两大难题：

新型碳布电极的突破
近日，韩国能源研究院（KIER）韩智亨博士团队研发出一种经酸处理的碳布基电极，在直接使用海水、工业级电流密度（500 mA/cm²）下，连续稳定运行时间超过800小时——这是全球首个在如此高强度条件下实现超一个月稳定运行的碳布电极案例。

碳布作为电极支撑材料，本就具有导电性好、耐腐蚀、柔韧、成本低等优势。但传统碳布电极在高于500 mA/cm²的条件下，往往难以坚持100小时以上。韩博士团队采用了一种优化酸处理工艺：

在碳布上，他们均匀沉积了钴、钼和仅1%重量比的钌（Ru）催化剂。结果显示，该电极的析氢反应效率提高约1.3倍，过电位降低25%，并且在长时间运行后，电解液中未检测到钌或钴的流失，充分证明其耐腐蚀性和结构稳定性。

耐用碳布电极

向工业化迈进
研究团队还成功制备了25 cm²的大尺寸电极，为未来放大到工业模块提供了可行性。下一步，他们计划将耐久性测试延长到1000小时以上，并研究大面积电池堆的规模化生产。

这一成果的意义在于——降低过电位意味着单位氢气产量的电力成本下降；而长寿命和海水适应性，直接提升了海水电解在工业场景的经济性与可行性。

随着全球氢能市场的快速扩张，这一技术有望加速海水制氢商业化进程，尤其是在淡水资源紧张、沿海产业集中的地区。

该研究由韩国科学技术信息通信部下属的国家科学技术研究会资助，并已发表于《Applied Surface Science》在线版。

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