以更高效、更低碳、更低成本为目标,国内制氢技术正在迎来“百花齐放,百家争鸣”式的发展局面。
从碱水制氢到纯水制氢,再到海水制氢……当你认为这将是制氢主流的时候,一些小众的制氢方式悄然走上台面。日前,中石油深圳新能源研究院有限公司成功研制出国内首套解耦型平方米级光电制氢装置,并在户外环境下实现连续稳定运行。
近日,又一“冷门”制氢方式被中国大唐集团盯上了。
11月3日,大唐电子商务平台发布“【中国大唐集团科技创新有限公司新型低成本光伏电催化制氢技术开发服务】中标候选人公示”。第一候选人:南开大学;第二候选人:天津大学。如下图:


据了解,2025年5月,中国大唐集团旗下科技创新公司牵头申报的雄安新区科技攻关项目获批立项,其中包括 “新型低成本光伏电催化制氢技术及成套装备的研发”。该项目旨在:
探索光伏电解槽耦合规律:开发高度集成的制氢系统,构建模块化、离网、低电流密度的新制氢模式;
突破成本瓶颈:通过材料创新和工艺优化,降低电催化制氢的能耗与设备成本;
构建示范场景:为后续规模化应用提供技术支撑,助力雄安新区打造低碳能源体系。
这一项目的推进,标志着中国大唐在光伏电催化制氢领域的实质性研发启动,显示其从传统电解水技术向更高效、更低碳的电催化技术延伸的战略方向。
什么是光伏电催化制氢?
光伏电催化制氢本质是用太阳能直接生产氢能的技术,核心是将光伏发电与电催化制氢两个过程结合,实现“太阳能 - 电能 - 化学能(氢能)”的转化。
简单来说,它不依赖传统电网,而是让太阳能光伏板发的电直接供给电解池,通过电催化反应把水分解成氢气和氧气,全程清洁无碳排放。
1.核心工作原理
整个过程分为3个关键步骤,能量传递链条清晰:
光伏发电:光伏组件(如太阳能电池板)吸收太阳光,将太阳能直接转化为电能。这一步是能量的初始来源,替代了传统电催化制氢所需的电网电能。
电能传输:光伏产生的电能不经过大规模储能或并网,直接输送到电催化制氢装置(即电解池),减少能量在传输和转换中的损耗。
电催化制氢:在电解池中,电能驱动电催化反应。水分子在催化剂(如铂、铱、镍基材料等)作用下被分解,阴极产生氢气(H₂),阳极产生氧气(O₂),最终收集氢气作为能源载体。
2.主要技术优势
相比传统制氢方式(如化石燃料制氢、电网电解制氢),它的核心优势集中在“清洁” 和 “高效”:
零碳排放:全程依赖太阳能,不消耗煤炭、天然气等化石能源,也不产生二氧化碳,契合“双碳” 目标。
能源自主:摆脱对传统电网的依赖,尤其适合光照充足但电网基础设施薄弱的地区(如沙漠、偏远地区),可实现分布式制氢。
能量密度高:氢能的能量密度远高于电池储能,能将间歇性的太阳能转化为可储存、可运输的化学能,解决太阳能“供能不稳定” 的痛点。
3.当前主要挑战
该技术目前尚未大规模普及,核心瓶颈集中在3点:
成本较高:光伏组件、高效电催化剂(如贵金属材料)、电解池设备的造价仍偏高,导致制氢成本高于化石燃料制氢。
效率待提升:光伏发电效率(当前主流组件效率约 20%-25%)和电催化反应效率(电解槽效率约 70%-85%)存在叠加损耗,整体能量转化效率有提升空间。
系统集成难:光伏输出的电能受光照强度影响,具有间歇性和波动性,需要解决其与电解池“供需匹配” 的问题,避免设备频繁启停或效率波动。
碳索氢能网 https://h2.solarbe.com/news/20251106/50011933.html


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