美国能源部发布报告，提出通过电解技术将清洁氢生产所带来的成本降低至每公斤1美元的目标，详细分析了五种电解槽技术的现状与前景，并探讨了技术进步、制造规模化等降低生产所带来的成本的路径。

  全球氢能已进入产业化加快速度进行发展新阶段。怎么来降低氢气的使用成本是制约氢能持续发展的技术瓶颈之一。只有足够低的使用成本，氢能才能完成氢气从危险化学品到能源品的转换，进而在能源市场上具有竞争力。

  12月4日，美国能源部（DOE）发布《氢计划：水电解技术评估》报告，详细阐述通过电解技术降低清洁氢生产所带来的成本的途径。该报告说明，电解技术有潜力实现DOE氢计划（Hydrogen Shot™）的目标，即将清洁氢的生产所带来的成本降低至每公斤1美元。报告详尽阐述了实现这一目标所一定要采取的创新路径与技术突破，包括制造能力提升、技术效率优化及综合能源系统的改进。

  具体来看，该报告分析了五种电解槽技术。碱性电解槽（LA）是最成熟且低成本的电解槽技术，已部署容量最大；质子交换膜电解槽（PEM）商业化程度高，已用于大规模制氢；氧离子传导固体氧化物电解槽（O-SOEC）处于商业化初期，拥有很高的电解效率，已在美国开始示范；阴离子交换膜电解槽（AEM）商业化程度低，但由于低成本等优势是一种有潜力的技术；质子传导固体氧化物电解槽（P-SOEC）是一种低温替代O-SOEC的技术，但商业化程度低，仍在研发中。其中，

  报告使用2020年美元为基准，并主要关注制氢成本，不包括储存等另外的成本。三种商业化程度最高的电解槽技术的当前成本分别为：在使用电网电力时，PEM每千克氢气成本为6.00-7.20美元，ALK每千克氢气成本为5.00-5.50美元；在使用电网电力和天然气供热时，O-SOEC每千克氢气的成本为7.00-8.00美元。

  PEM电解槽：着重关注降低贵金属催化剂（铂和铱）的负载量，开发更薄、性能更优异的膜材料，以及采用更经济的双极板和多孔传输层材料。ALK电解槽：研发新型隔膜材料和高活性、高利用率的非贵金属催化剂。探索新的电池和电堆设计，以提高电流密度并降低欧姆电阻。O-SOEC电解槽：开发低成本的互连材料和制造工艺，并探索降低操作温度以减少热管理成本。AEM电解槽：开发高导电率、耐用且稳定的阴离子交换膜和离聚物，以及高活性、高利用率和耐用的非贵金属电极。P-SOEC：开发稳定、高效且机械强度高的电解质材料，并改进氧电极性能。

  所有电解槽技术：提高电解槽的耐用性和常规使用的寿命，以降低维护和更换成本。PEM电解槽：开发加速应力测试，以快速评估材料和组件的耐用性。优化膜/催化剂层/多孔传输层界面，以提高稳定性和抗降解能力。ALK电解槽：探索新的电池设计和材料，以提高在动态操作条件下的耐用性。O-SOEC：降低操作温度，减少电极污染和互连材料的降解。开发加速应力测试，以识别提高寿命的机会。AEM电解槽：研究支持电解质的作用和降解机制，探索消除电解质的可能性。P-SOEC：开发耐高温、高湿和氧化还原环境的电解质材料。

  所有电解槽技术：采用自动化制造工艺，提高生产线速度，实施严格的质量保证和质量控制，以提高生产效率并降造成本。PEM电解槽：推广卷对卷制造技术，以快速生产催化剂涂层膜和基材。ALK电解槽：开发或验证零间隙和新兴电池设计的制造技术，以缩短加工时间。O-SOEC：减少烧结和互连材料加工的热处理步骤，并以连续工艺替代批处理工艺。

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