以色列理工学院（Technion – Israel Institute of Technology）的研究人员开发了一种生产绿氢的新方法，无需使用膜，并能在波动的可再生能源条件下更灵活地运行。

这种被称为 “解耦水电解”（Decoupled Water Electrolysis, DWE）的工艺，将氢气和氧气的生产在不同时间或不同电池中分离，从而降低风险和成本。

技术背景与商业化进展

发表在《自然评论：清洁技术》（Nature Reviews Clean Technology）上的研究强调了新兴的制氢技术，其中几项由以色列理工学院的阿夫纳・罗斯柴尔德（Avner Rothschild）教授、吉迪・格拉德（Gidi Grader）教授，以及亨・多坦（Hen Dotan）博士和阿比盖尔・兰德曼（Abigail Landman）博士主导。

他们的创新促成了 H2Pro 公司的成立，该公司专注于将技术商业化。

论文的主要作者包括罗斯柴尔德教授和以色列理工学院材料科学与工程学院的博士后研究员格伦・罗文（Glenn Rowan）博士。

其他贡献者包括 H2Pro 公司的罗特姆・阿拉德（Rotem Arad）和吉拉德・约格夫（Gilad Yogev）、格拉斯哥大学的马克・赛姆斯（Mark Symes）教授和博士生菲奥娜・托德曼（Fiona Todman）、丹麦技术大学的延斯・奥拉夫・延森（Jens Olaf Jensen）教授，以及德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的汤姆・斯莫林卡（Tom Smolinka）博士。

传统电解技术的局限与 “解耦水电解” DWE 的优势

绿氢通常通过电解法生产 —— 利用电力将水分解为氢气和氧气。传统电解使用由膜分隔的两个电极，这种设置成本高昂，容易发生氢气渗透，且不适合太阳能和风能等间歇性电源。膜本身价格昂贵，还需要频繁维护。

赛姆斯于 2013 年启动了解耦电解的早期研究。两年后，罗斯柴尔德及其团队开发了一种新的镍基电极系统，并据此获得专利，于 2019 年创立 H2Pro 公司。

该公司目前正准备部署首个工业规模的 DWE 系统，其设计可应对可再生能源的波动性。

从实验室到工业规模的挑战与前景

这篇论文首次详细阐述了将 DWE 系统规模化用于工业生产的策略。尽管实验室原型每天产能很小，但商业系统必须达到每天约 1 吨的产量 —— 单台设备的产能需提升约 100 万倍。满足全球需求可能需要至少 100 万台此类设备。

与传统电解系统不同，DWE 装置配备内部电池，有助于吸收电力供应的波动，使其与可再生能源高度匹配。

目前全球氢市场的年价值为 2500 亿美元。绿氢的商业化可能在十年内将这一数字翻倍或增至三倍。罗斯柴尔德表示，绿氢最终可能占全球能源市场的 10%。

“一旦我们能够规模化、低成本地生产氢气，绿氢将取代重型运输（卡车、火车、船舶和飞机）以及钢铁和化肥生产等行业中使用的大部分化石燃料，” 罗斯柴尔德说，“传统电解系统需要进化以适应可再生能源。正如达尔文所言，生存下来的不是最强壮的物种，而是最能适应变化的物种。DWE 为基于可再生能源的制氢提供了新路径。”

【信息来源：Ynetnews 社交媒体】