维度网讯，英国电解槽制造商ITM Power和含氟聚合物公司戈尔(Gore)表示，他们已经证明一种超薄质子交换膜(PEM)可以在绿氢生产中同时实现更高效率和长期耐久性。

Gore一份白皮书中公布的结果显示，一种50μm增强膜在“工业相关条件下”运行了11000小时，同时保持了低衰减率、低氢气渗透率和高效率。

该原型膜明显薄于当今商业电解槽中使用的许多PEM膜，后者厚度通常在100至180μm左右。

基于电压衰减、氢气渗透和氟化物释放率等多个性能指标，ITM和Gore估计该膜概念可实现约80000小时的运行寿命。

该数字是基于观察到的衰减趋势做出的预测，而非实际运行时长。

虽然制造商一直在寻求降低膜厚度以降低电阻并提高效率，但更薄的膜传统上与增加的氢气渗透和衰减问题相关联。

在一次网络研讨会上，戈尔清洁能源EMEA技术总监Naima Heck博士表示，行业正越来越多地不再将膜设计视为简单的利弊权衡。

她说：“所讨论的50μm概念确实显示了提高电芯效率的好处，而且它还表明可以在较长时间内维持稳定安全的运行。”

最新原型结合了50μm膨体聚四氟乙烯增强PFSA膜和优化的复合催化剂设计。根据白皮书，该膜在55°C、3.3A/cm²和20bar压差条件下，在130cm²活性面积的短堆中测试了超过11000小时。

测试记录的电压衰减率为1.2μV/h，相当于每年性能衰减低于0.6%。整个测试过程中氢气渗透保持在0.4%以下，效率在48.3至49.5kWh/kg氢气之间。

两家公司表示，与较早的85μm原型(已累积28000小时测试)相比，该膜的面比电阻降低了约40%，效率提高了约4%。

在壳牌莱茵兰炼油厂一年的运行中(总计30000小时)，一台10MW ITM电解槽报告的平均效率为49kWh/kg氢气，每1000运行小时衰减率为0.09%。

该项目是为了响应两家公司所称的缺乏在商业条件下运行的PEM电解槽长期耐久性公开数据而启动的。

ITM技术总监Frederic Marchal表示，膜耐久性在行业内经常被误解。

他表示，此次合作旨在更深入地了解膜行为和衰减机制，使两家公司能够推动性能极限，同时降低技术风险。

两家公司认为，这项工作最终可能通过减少生产每公斤氢气所需的电力来降低氢气生产成本。

在讨论经济影响时，Heck说：“降低成本最明显的一点首先是如果你考虑薄膜，它们可以帮助降低所需的能量输入，这将转化为降低的氢气平准化成本。”

Marchal表示，其影响可能超出渐进式改进。

他说：“我们预计效率的百分比提升将达到两位数以上的显著水平，相较于当今最先进技术所达到的水平。因此是具有颠覆性和影响力的。”

虽然该膜仍处于开发阶段技术而非商业产品，但戈尔表示，这些发现正为其下一代PEM电解槽膜提供信息。

两家公司还表示，这些结果为进一步探索更高温度运行、更高电流密度乃至更薄膜设计提供了平台。