6月26日下午，浙江大学氢能研究院第4期主题论坛在浙江大学玉泉校区永谦活动中心举行。本期主题论坛聚焦绿色低碳制氢，由中国科学院福建物质结构研究所温珍海博士介绍节电电化学制氢的研究历程及成果。氢能研究院制氢技术研究中心主任侯阳博士主持了论坛。

图1. 侯阳博士主持论坛

电解水制氢是目前最重要的绿氢制备手段。但该方法耗电量大、成本高是制约其大规模推广应用的技术瓶颈，能否找到一种新的、更节能的绿氢制备方法，是全球科学家一直追求的目标。多年来，温博士及其课题组坚持不懈地探索以不同离子作为阴、阳极反应载流子的电化学能源，并通过大量实验论证并构建了以氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）为阴、阳极反应载流子的酸/碱双电解液的混合电化学能源体系。

图2. 温珍海博士作主题报告

据悉，在上述混合电化学能源体系中，阴阳极之间的pH梯度可为电化学能源器件提供电化学中和能，并且可协调阴/阳极电化学反应的媒介环境，提升活性物质分子电极反应的热力学活性和动力学速率，最终提高相关电化学能源器件的性能。基于此，温博士的课题组发展了三代混合酸/碱电化学节电制氢技术：（1）开发了耦合酸性析氢阴极和碱性析氧阳极的第一代制氢制氧电解器，理论上该器件电解制氢制氧所需要的电压为0.40 V（ΔpH=14），实际运行制氢电耗可降至~3.0 kWh/Nm3 H2；（2）通过优化设计耦合酸性析氢阴极耦合pH敏感小分子（如甘油、葡萄糖、尿素等）氧化阳极的电化学器件，利用pH敏感电催化反应与pH梯度效应，课题组开发了系列集节电与双增值产物等多效益于一体的第二代酸/碱混合电合成器件。在应用方面，如将航空废肼燃料、葡萄糖、尿素、甘油、苯甲醇、废硫离子等电氧化耦合在酸碱电化学系统，可实现产电、产氢、降解废肼的多附加值效应。（3）课题组还设计研发了第三代酸/碱制氢电池，即基于碱性介质金属（如锌、铝）阳极耦合酸性析氢阴极的双电解液混合制氢电池。在极端情况无电力供给时，其自发高速率制氢并向外输出电力。该技术不仅显著缓解了传统碱性锌基电池阴极端由空气中二氧化碳引发碳酸盐化导致性能衰退的问题，还突破了传统水系电池工作电压窗口的瓶颈限制，显著提高了电池的功率密度。

展望未来，温博士认为该技术在极端环境现场制氢、高功率制氢电池以及利用废酸废碱制氢等应用场景方面具有广阔的应用空间。

图3. 交流互动现场

交流互动环节，现场师生对废碱废酸现场制氢颇感兴趣，积极与温博士探讨其应用的现实问题，包括实际应用场景（如废碱产出行业等）、杂离子的影响等。还有老师和同学关注甘油、尿素、葡萄糖等的经济性，以及如何系统性地选择催化剂、如何优化器件及提高性能等问题。积极、专业的讨论表明了大家对绿氢制备技术的深度关注和浓厚兴趣。

秋季，氢能研究院将继续为关注制氢及其它氢能研究领域的师生提供高水平交流平台。9月份，第5期主题论坛将在迎新、返校氛围中，与更多师生共同探讨氢能领域的未来发展。敬请您的关注！

关于温珍海博士课题组的更多研究信息，请关注http://www.fjirsm.ac.cn/wenergy/。

编辑：丁亭亭

摄影：黄佳怡

审核：陈志平