分步法电解水制氢的机遇与挑战

分步法电解水制氢是近年来发展出的一种新型电解水技术,通过在电池中增加电子耦合质子缓冲媒介(ECPBs),使得电解水的析氢反应(HER)与析氧反应(OER)不再关联,可以实现H2和O2在不同的时间、不同的地点生成。分步法电解水制氢可以解决传统电解水制氢技术面临的H2和O2互相渗透所带来的安全问题,并为氢气的储运提供新的解决方案。本文综述了近年来在分步法电解水方面取得的进展,详细介绍了分步法电解水制氢电解槽结构原理,分步法电解水制氢中可以选择的ECPBs的种类及特点。根据ECPBs的状态及适用的电解液介质,分别列出溶液态和固态电极形态的ECPBs在酸性电解液以及碱性/中性电解液中对应技术参数。通过进一步对比现有ECPBs的优势及不足,总结了分步法电解水所面临的挑战和潜在的发展方向。