突围进行时 | “氢”装上阵 捷氢科技突破风电制绿氢关键技术

编者按

在自治区党委、政府高位推动下，内蒙古以“起跑就领先”的魄力，按下科技“突围”快进键，锚定稀土、储能、氢能、乳业、空天计量等战略领域，以“非常之举”在重点点位上精准落子，让科技创新成为高质量发展的“关键变量” 与“最大增量”。

这里既有“工业维生素”稀土的“精密蜕变”，也有绿电储能的“绿色革命”，更有空天技术的“高度突破”……每一个点位“突围”都在寻找高质量发展的“最优解”。为此，我们特开设“突围进行时”专栏，将目光对准这些滚烫的创新现场，记录“卡脖子”技术突破的艰辛，见证新质生产力破茧的喜悦，倾听科研人员勇立潮头的心声，共同书写北疆大地向新质生产力进军的生动篇章。

走进PEM电解水制氢设备研发车间，工程师们正紧锣密鼓地进行调试。这台设备核心是一张薄如蝉翼的膜电极，它能在宽功率波动下高效工作，以适应风电的波动性进行柔性制氢。目前，该技术已进入工程化示范阶段，未来将为燃料电池重卡提供低成本绿氢，助力内蒙古实现“双碳”目标。

2024年，由内蒙古捷氢科技有限公司牵头，联合中国科学院过程工程研究所、山东赛克赛斯氢能源有限公司、深圳航天科技创新研究院等顶尖团队，共同实施科技“突围”工程氢能点位专项“宽功率波动适应性百千瓦级PEM 电解水制氢装备的开发及工程化示范应用项目”，攻克PEM电解水制氢“卡脖子”难题。

为什么“绿氢”如此重要？随着全球能源转型加速，氢能成为实现碳中和关键路径。然而，传统电解水制氢技术成本高、效率低，难以匹配风电、光伏波动性。PEM技术虽具有效率高、响应快等优势，却因核心材料依赖贵金属铱、质子交换膜依赖进口而难以大规模推广。

“我们要用自主技术打破国外垄断，让绿氢真正‘用得起’。”项目负责人王昊介绍，团队从催化剂、质子交换膜、电解槽设计三大方向同步攻关。在实验室，新型低铱合金纳米团簇表现惊艳——铱载量仅为0.3 mg cm-2，却能在2A cm-2超大电流密度下稳定工作3000小时，发展多级釜串联工艺，实现低铱催化剂制备过程中粒径及形貌可控，实现百克级量产；研究团队通过构筑复合“三明治结构”，开发了具有支博层结构的改性全氟磺酸薄型膜质子传导率突破0.2 S/cm,性能媲美国际顶尖产品；在多孔传输层方面，通过钛毡耦合直通孔，并结合表面镀层工艺，极大地强化了水氧传质过程，在2A cm-2的电压较传统传输层降低了0.08V；最终集成宽功率波动适应性的兆瓦级PEM电解水制氢装备。

首台兆瓦级PEM电解槽即将下线，将与鄂尔多斯市绿动能源发展集团、鄂尔多斯市亿鼎弘新能源有限公司合作，建设“制储加一体站”，促进可再生能源电力的高效消纳，实现可再生能源的多渠道利用，为氢能产业链的蓬勃发展注入强劲动力，推动清洁能源的广泛运用和碳减排进程。

“科技‘突围’没有捷径，只有产学研拧成一股绳。”项目负责人王昊说。目前，团队已发表高水平论文4篇，培养氢能领域人才10名。未来，这项技术还将拓展至化工、冶金等领域，为内蒙古打造“氢能走廊”提供技术支撑。

项目的顺利推进，为内蒙古能源转型提供切实可行技术路径，也为自治区可再生能源制氢积累宝贵经验。随着氢能基础设施的逐步完善，绿氢有望成为连接风电、光伏与工业脱碳重要纽带，推动能源体系向更高效、更低碳方向稳步前进。