科研人员在测试电解水制氢性能。王若涵摄

氢能来源丰富、绿色低碳，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。山西省风光资源丰富，可再生能源装机量位居全国前列，在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。　　

当氢能成为能源转型的关键词，如何将全省资源优势转化为发展优势？近年来，中北大学“高效储制氢技术与应用山西省重点实验室”（以下简称实验室）科研人员进行了一系列卓有成效的探索。他们以氢能高效制储为突破口，加快氢能创新体系建设，强化全产业链技术攻关，以科研之力助力氢能产业“氢装”上阵。

日前，记者走进实验室，了解他们在制氢、储氢以及产业实践方面的探索和成就。

持续攻关

探寻绿氢制储最优解

3月5日，实验室内，排列有序的仪器不停运转，一台电解水制氢装置正发出轻微的“滋滋”声，水中持续冒出小气泡。　　

这一幕看似简单，却是实践中制氢环节的核心场景之一。田真副教授介绍：“电解水制氢是在电流的作用下，通过电化学过程将水分子分解为氢气和氧气，分别在阴、阳极析出。这是绿氢生产的重要路径。但如何实现低成本、规模化制氢，同时解决储运问题，是产业发展的难题。”

针对产业需求，科研人员锚定制氢技术降本和安全高效储运两大方向发力。

在削减制氢成本上，实验室引入新研发的高效催化剂，显著提升了电解水制氢关键部件——膜电极的工作效率。通过对材料和工艺的精心雕琢，膜材料及器件的稳定性与耐久性大幅增强。“我们通过技术手段持续提升膜的导电率，以达到商业用膜的标准。目前项目团队已拥有多项专利，并联合企业入驻了‘晋创谷’，所研发膜材料的性能指标在行业内同类产品中处于领先水平。”王超教授说。

“氢气易燃易爆，密度极小，液化临界温度亦低，成为横亘在氢气储存与运输环节的难题。”刘长城副教授说，团队开发了系列固态材料来实现氢气储存。在此过程中，储氢材料宛如一个“充电宝”，不仅能够蓄存富余能量，还可实现远距离输运，并在需要时高效可控释放能量。不过，活泼且丰盈的氢气若要转变为便于携带的“充电宝”，还需经历一次形态上的关键转换。

经过多次攻关，目前实验室已成功开发出高活性镁基储氢材料助力氢气储存，制备工艺流程短、成本低，能够适配不同应用场景。

“团队已具备固态储氢材料吨级/年的规模化量产能力，形成了从材料设计制备到系统集成优化的一系列专利技术成果，并成功应用于百瓦级至千瓦级燃料电池系统，目前已在应急电源、无人机等场景展开产品设计，可显著提升系统的储氢密度、安全性与便携性。”项目负责人张钊副教授说，氢气高效固态储存和低温可控释放，为氢能产业的落地应用开辟了新路径。

抢占风口

立足科研平台练“氢功”

实验室里一次次技术上的突破与革新，为山西氢能产业的强链之路不断夯实基础，提供源源不断的智力支撑。　　

近五年，中北大学氢能研发团队勇挑重担，承担国家重点研发计划等各类科研项目超40项。在成果转化方面成绩斐然，申请发明专利50余项，实现科研成果产业化落地及专利转化10余项。去年，实验室再度发力，一举攻克200千瓦级氢电混合动力系统应用关键技术，持续推动技术迭代升级……

实验室主任郭丽表示：“团队能取得今日的成就，缘于我省良好的氢能产业发展环境、丰厚的产业实践、学校集群式科研平台及稳定的研究团队。”

能源革命进程中，我省稳步推进氢能全产业链发展。氢能产业领域丰富的场景和实践中的难题，为展开科学研究提供了广阔的空间。目前，中北大学在氢能技术领域已形成“材料研发—装备设计—系统集成”的全产业链研究能力。

秉持人才是第一资源的理念，中北大学加快布局氢能学科群，抢占产业发展“风口”，搭建平台练“氢功”。面向国家重大需求和山西产业转型发展的迫切需求，该校积极开展前瞻性、系统性基础应用研究，先后建立“高效储制氢技术与应用山西省重点实验室”“氢能炭基电极材料山西省重点实验室”“山西省高纯氢制备工程研究中心”“山西省氢能与燃料电池联合实验室”等研究平台，研究方向涵盖电解水制氢、氢气纯化、固态储氢、氢燃料电池和氢气安全等领域。

紧扣国家“双碳”战略需求，中北大学专门新设新能源科学与工程和新能源材料与器件两个专业。学校依托我省唯一的动力工程及工程热物理一级学科博士点，构建起本硕博贯通培养体系，为能源领域输送急需人才。如今，学校已形成相对完整的雁阵型人才培养、科研和教学体系，队伍结构合理、稳定，并在长期合作基础上围绕主要研究方向形成若干活跃的创新团队，为服务国家能源转型战略提供了强有力的人才支撑和智力保障。

校企合作

激发氢能产业新变革

实验室的科研工作者，主要来自中北大学能源与动力工程学院。近年来，该学院将产学研合作及成果转化视为关键发展路径，鼓励科研人员主动出击，与企业携手开展协同创新，大力推进实验成果转化工作，助推能源产业实现转型升级。

去年，学院先后与山西文龙中美环能科技股份有限公司、山西开源益通矿业设备制造有限公司、山西金宇科林科技有限公司、山西成城科技有限公司等企业建立了合作关系，进行技术攻关和产品研发。多人入选山西省科技副总项目，助力企业科技创新和产品研发。科研团队与开封国信新材料有限公司深度合作，共同致力于高性能硅碳负极材料的研发。在双方的不懈努力下，该项目现已顺利通过中试阶段，成功迈向规模化生产阶段，为能源领域带来新的突破与变革。

“氢能安全贯穿制、储、运、用全产业链条，风险隐蔽性强，事故连锁反应快。当下，我国已建成加氢站超400座，安全技术升级迫在眉睫。”黄鹊副教授的话语中满是紧迫感，她表示，“氢能发展，安全必须先行，如今正从被动处置迈向主动防御。”针对行业痛点，该团队从危险源辨识、可燃混合气体燃爆机理分析、气体实时在线监测等角度攻关，打造出“监测—阻断—应急”三位一体的安全技术矩阵，致力于全链条破解氢能安全难题。

中北大学能源与动力工程学院党委书记胡向明表示：“如今氢能产业发展条件逐步成熟，产业在核心技术体系建设、产品开发以及降低成本方面已取得不少突破。我们将以打造国家级氢能技术创新高地为目标，不断加强基础研究和示范应用，与产业各界携手并进，一起迎接氢能规模化应用大时代的到来。”（记者姚毅）

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