碳能科技新一代電解水制氫膜材料獲突破

作為堿性電解水制氫電解槽中的關鍵核心部件，位于陰/陽電極之間的復合隔膜材料促進離子快速傳導，高效分離氫氣和氧氣。繼我國首條堿水制氫復合隔膜生產線在西安氫基碳能科技有限公司投用后，新一代3D復合隔膜自主研發成功并實現批量化生產，可降低綠氫制備成本。這是《中國化工報》記者6月下旬在西安氫基碳能科技有限公司采訪時了解到的。

該公司技術負責人汪秀萍告訴記者，這種3D復合隔膜由有機聚合物、陶瓷粉體及內襯支撐體組成，首次采用類似鳥巢的三維交織一體化特殊結構涂層，將聚合物和漿料等材料充分融為一體。與常規的復合隔膜相比，具有卓越的機械性能和化學穩定性，厚度壓縮率是傳統復合隔膜的2倍，可減少裝配過程中過度擠壓破損風險；磨損率僅為進口復合隔膜的1/5，有利于提高氣液沖刷和粗糙化雷尼鎳電極摩擦；在進行耐溫和抗氧化性測試時也優于進口復合隔膜。

這款產品的抗擠壓、耐折裂性能和粉體結合強度與電極的匹配度更高，增強了與槽體裝配的適用性和運行過程中的可靠性，更適合國內電解槽的剛性金屬槽體結構，為氫能高效制備提供保障。同時，有效寬幅達2.5米，可根據客戶需求定制用于大尺寸電解槽。

“更重要的是可降低制氫能耗。”汪秀萍說。3D復合隔膜采用納米微孔結構，厚度約600微米，孔隙率60%，電解液透過性較強，有利于電解液離子快速傳輸；面電阻低于0.3Ω.cm2，泡點壓力0.3MPa左右，可實現電解過程氫氣和氧氣的有效分離，提高制氫效率，制備的氫氣純度大于99.7%。3D復合隔膜自去年發布以來，目前已在國內多臺電解槽上應用并穩定運行。

據了解，西安氫基碳能科技有限公司是碳能科技（北京）有限公司與西安隆基氫能科技有限公司合資成立的高科技企業，2023年在西安建成了國內首條電解水制氫復合隔膜生產線，年產能40萬平方米，實現復合隔膜國產化替代。在此基礎上，依托碳能科技自主創新能力和電化學研發平臺，以開發和生產更適合國內電解槽的高性能復合隔膜材料為使命，不斷攻關實現技術迭代升級，持續推進3D復合隔膜系列新產品開發，力爭在材料領域滿足制氫市場需求，助力我國氫能提質增效。（李軍）