近日，我院青年教师张君宇在电解水制氢领域取得阶段性进展，相关研究成果《质子交换膜水电解技术：实现经济氢气制备成本的展望》（Advancing the Proton Exchange Membrane Water Electrolysis: Perspective on the Affordable Hydrogen Production Cost）发表在《eTransportation》（最新影响因子为17.0，中科院大类分区1区Top）。论文第一作者和通讯作者为青年教师张君宇，通讯作者还有本院青年教师王功全、孔得朋教授，以及清华大学杨福源教授。开云电竞投注（华东）为第一署名单位，该研究得到国家自然科学基金、中国博士后面上项目、山东省博新计划项目、山东省自然科学基金、青岛市自然科学基金、学校自主科研课题的资助支持。
图1论文首页
质子交换膜水电解技术在可再生能源制氢方面展现出关键优势，包括快速动态响应（<1秒）、高电流密度（>3 A/cm²）以及高压输出（≥350 bar），有助于降低压缩成本。然而，高材料成本（如铱基催化剂、钛双极板、膜材料）以及在苛刻条件下（pH 2–4，60–90°C，氧气饱和）面临的耐久性挑战，阻碍了其商业化进程。本文概述近十年相关文献，总结出涵盖“材料-界面-器件-装置”的多层次优化策略：1）材料创新（如低铱催化剂、耐腐蚀多孔传输层等）；2）界面工程以增强三相边界并缓解催化剂脱落；3）组件集成（如一体式电极组件、人工智能优化的配置）。并搭建经济模型，预测未来电堆成本的降幅空间达50–60%，到2030年有望实现低于18元/kg的氢气生产成本。
图2多层次电堆优化策略
