美研发无铂水分解催化剂 绿氢成本有望降低

美国华盛顿大学圣路易斯分校（Washington University in St. Louis）麦凯维工程学院（McKelvey School of Engineering）教授甘武（Gang Wu）领导的研究团队，成功开发出一种新型催化剂。该催化剂在无需使用铂金的情况下，显著提升了水分解电解的效率。这一突破有望大幅降低绿氢的生产成本，推动其在工业、重型运输及清洁能源发电等领域的战略应用。

这项研究成果于2026年5月18日由《科学日报》（Science Daily）报道。其核心亮点在于，该技术在模拟工业应用的条件下，连续稳定运行超过1,000小时。对于全球能源转型而言，降低运营成本是主要障碍之一，而这一成果为大规模清洁燃料生产提供了极具潜力的解决方案。

铼钼协同作用替代昂贵铂金

目前，水分解电解制氢技术中，铂金因优异的化学性能而被广泛用作催化剂。然而，铂金存在国际市场价格高昂、产地集中、开采复杂且对环境敏感等局限，严重制约了技术的规模化扩张。

新研发的系统专为阴离子交换膜（AEM）水分解电解槽设计，这是目前被视为Zui具前景的清洁能源技术路线之一。研究团队通过结合磷化铼和磷化钼，构建了一种混合结构催化剂。其中，铼负责在系统表面固定和释放氢原子，而钼则在碱性电解质环境中加速水分子的断裂。这种协同效应使得系统在无需依赖铂金的情况下，实现了极高的效率。

测试数据显示，该新型催化剂的性能甚至超越了一些基于贵金属的现代阴极材料。这一结果对于绿氢技术的进步具有极高的参考价值，因为它证明了非贵金属催化剂在高性能应用中的可行性。

千小时稳定运行突破耐久性瓶颈

除了高效能，系统的耐用性是该研究的另一大关键成果。在许多替代铂金的材料中，往往只能在短时间内表现良好，随后便会出现加速降解或化学稳定性丧失的问题。而新型催化剂在超过1,000小时的连续运行中，保持了与工业标准兼容的电流密度稳定性。

水分解电解要求设备在高强度条件下持续工作而不显著损失效率。因此，这一耐久性指标至关重要。研究人员指出，该性能使该技术成为目前开发的、用于阴离子交换膜碱性电解槽的Zui耐用无铂阴极之一。

绿氢助力难减排行业脱碳

随着国际社会对减少碳排放压力的增加，绿氢在难以直接电气化的行业中地位日益重要。航空、海运、重型卡车、钢铁生产、化工及工业肥料等领域，在未来几十年内可能高度依赖氢气作为替代能源。

新催化剂的出现，有望使绿氢在经济上更具竞争力，以对抗石油、煤炭和天然气。同时，减少对铂金的依赖不仅降低了成本，还增强了全球供应链的安全性，避免了因单一资源集中带来的风险。

当前，全球绿氢市场正吸引巨额投资。美国、中国、德国及中东国家均宣布了大规模生产项目。巴西的塞阿拉州（Ceará）、巴伊亚州（Bahia）和伯南布哥州（Pernambuco）等地也在积极吸引相关工业集群的投资。专家指出，降低电解水成本是提升绿氢国际竞争力的决定性因素。

尽管实验室结果令人鼓舞，但研究人员仍需进一步验证该技术在工业规模下的商业可行性。后续研究将重点评估制造成本、生产可扩展性、长期运行阻力以及大型工厂的能源效率。尽管如此，这一兼具高耐久性、无铂金依赖和高效率的技术突破，已被视为能源行业的重要里程碑。

对于中国氢能产业而言，这一进展提供了重要的技术参照。中国在阴离子交换膜电解槽及非贵金属催化剂领域已具备较强的研发基础和产业链优势。面对全球对低成本绿氢的迫切需求，中国企业应密切关注此类材料科学的突破，加速从实验室成果向工业化应用的转化。通过优化催化剂配方与膜电极组件（MEA）的集成工艺，中国有望在降低电解槽整体成本方面继续保持领先地位，从而在全球绿氢贸易和装备出口中占据更有利的战略位置。