PAR：今天可真冷?。≮s緊把暖氣打開。

SOL：的確！今年冬天全球都很冷...

PAR：哦，怎么一籌莫展的。

SOL：唉，我的家鄉(xiāng)，英國今年已經(jīng)出現(xiàn)了全國范圍的缺電，缺油和缺氣。歐洲，亞洲都出現(xiàn)了不同程度的能源短缺問題。能源緊缺已經(jīng)迫在眉睫了。

PAR：天然氣，煤炭和石油等化石能源的不可持續(xù)性，不能成為未來能源方案的選擇。

SOL：對，中國將在2030年完成碳達(dá)峰，并在2060年達(dá)成碳中和，將為應(yīng)對全球氣候變化做出重大貢獻(xiàn)。

PAR：既要解決能源短缺，又要應(yīng)對環(huán)境污染。各國都在努力提高太陽能，風(fēng)能，地?zé)崮艿刃履茉丛诟髯阅茉唇Y(jié)構(gòu)中的占比。

SOL：但可再生能源存在能量密度低以及間歇性的問題，所以如何將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定能源，是能更廣泛利用可再生能源的關(guān)鍵所在。

PAR：你是不是想說氫能啊？

SOL：沒錯(cuò)，氫能的獲取渠道多，燃燒后的產(chǎn)物是水，使之將成為未來清潔能源產(chǎn)業(yè)的希望。

PAR：我們電化學(xué)將在氫能產(chǎn)業(yè)中扮演什么樣的角色呢？

SOL：我們想到一塊了，電化學(xué)在氫能制備和氫能使用兩個(gè)環(huán)節(jié)都大有可為！

PAR：那你快給分析下。

SOL：在制氫環(huán)節(jié)，以往常用的方式是化石燃料的裂化反應(yīng)。但制氫純度低，原料來源少等問題限制了該技術(shù)的發(fā)展。在此背景下，電解制氫技術(shù)開始受到了關(guān)注。

PAR：哇哦，電化學(xué)制氫！

SOL：沒錯(cuò)，電化學(xué)制氫技術(shù)主要有三種：1.堿性電解水（Alkaline water electrolysis），該技術(shù)已非常成熟，是全球使用*廣泛的商業(yè)技術(shù)。但這并不能掩蓋其制氫電流密度小，制氫純度低的缺點(diǎn)。2. 上世紀(jì)80年代誕生的一種管式固體氧化物電解池制氫技術(shù)SOEC（Solid oxide electrolyzer），大大提高了制氫效率。有文獻(xiàn)提到在低至1.07V的電壓下，實(shí)現(xiàn)了接近100%的法拉第效率（工作電流密度為0.3A/cm²）。但由于該技術(shù)的操作溫度較高，所以找到一種高溫環(huán)境下耐用且價(jià)格低廉的陶瓷材料就成為關(guān)鍵因素了。3是被給予厚望的PEM（Polymer electrolyte membrance）高分子電解質(zhì)膜技術(shù)，其操作電流密度大（*高可達(dá)2A/cm²），質(zhì)子傳導(dǎo)快，氣體隔離性好等優(yōu)點(diǎn)使之有望成為未來的制氫產(chǎn)業(yè)首選。

PAR：之前我們有探討過輔助分壓在PEM電解水中的應(yīng)用吧？

SOL：是的，為了降低PEM技術(shù)的設(shè)備成本，研究人員都將注意力集中在電解質(zhì)膜的性能提高和鉑銥催化劑的替代上。輔助分壓技術(shù)可以進(jìn)行陰陽極高頻傳質(zhì)阻抗的同步測試，并可通過EIS擬合，進(jìn)一步分析陽極催化層的電容響應(yīng)。

PAR：電催化研究可是PARSTAT 3000A-DX的強(qiáng)項(xiàng)，雙通道與旋轉(zhuǎn)環(huán)盤聯(lián)用可進(jìn)行OER和HER的動力學(xué)研究。

SOL：那電解質(zhì)膜的高頻響應(yīng)（15MHz以上）就是輸力強(qiáng)1260A（高頻至32M Hz）的強(qiáng)項(xiàng)了。固相的質(zhì)子傳導(dǎo)速度快，那么就需要更高頻的EIS激勵(lì)來完整地表征其傳質(zhì)過程。

PAR：電化學(xué)助力制氫研究，為中國“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)自己的力量，也為未來全球能源發(fā)展立下自己的flag。

SOL：對，我們一直都在！