2024年5月23-24日，在一次氢能会议上，碳能科技（北京）有限公司董事长康鹏教授应邀作了“新一代电解水制氢关键材料研究”的专题报告。推介了公司最新研发的Zirmbrane® 3D 系列三维复合隔膜产品（简称“三维膜”），并对核心材料的发展趋势进行了展望。
康鹏教授介绍了碱性电解水制氢技术（ALK）在绿氢产业中的重要地位。他指出，作为一种相对成熟且成本较低的技术，ALK技术在全球绿氢市场中将长期占据重要地位。其中，核心隔膜材料对于ALK电解水的能耗和安全性至关重要。复合隔膜最早应用于西方国家电解槽，具有较低的内阻和较强的隔气性能，常搭配先进电极和柔性槽体，表现出优秀的电解性能和动态响应特性，在大型电解项目上获得了较多应用。然而现阶段国内电解槽常采用雷尼镍电极，具有较高的表面粗糙度，对常规复合隔膜的适配性要求更高。基于此，为更好的适应国内电解槽发展现状，碳能科技基于第一性原理，创新的开发了更适配国内槽体结构的三维复合隔膜。该三维膜具有类似鸟巢的交织一体化结构，在热稳定性和耐摩擦性上具有显著优势，与雷尼镍电极的匹配程度更高。同时其三维交织一体化结构提供了更优秀的抗挤压、耐折裂性能和粉体结合强度，有助于提高与槽体装配的适配性，增强运行过程可靠性，是一款与国内现有电解槽体系完美适配的产品。
三维复合隔膜示意图
三维复合隔膜截面SEM照片
此外，新型三维复合隔膜延续了常规复合隔膜的纳米多孔、永久亲水特性，与PPS隔膜相比，具有较低的电解小室电压和较好的泡点压力(2±1bar)，在保证安全性的同时可大幅降低电解能耗。新型三维复合隔膜更适配传统电解槽，可大幅降低绿氢LCOH的成本，在电解水制氢领域具有广阔的应用前景和重要的战略意义。
在双碳背景下，全球氢能行业迎来快速发展期，可再生能源制氢对绿色低碳转型将起到重要支撑作用。绿氢作为一种最佳的碳中和能源载体，在应对气候变化与能源转型方面具有广阔潜力。随着可再生能源价格的逐步下探，加之电解槽成本的下降和技术改进带来的效率提高，绿氢成本将进一步降低。绿氢技术的发展核心是关键材料的进步，碳能科技作为一家研究型“碳中和”技术公司，在绿色制氢装备核心材料方面提出了碳能解决方案，开发出针对不同电解槽结构的多元化复合隔膜产品，助力我国绿氢发展，为实现双碳目标贡献碳能力量。
