碳能科技三维复合隔膜首测成功|电解槽_新浪财经

（来源：势银能链）

碳能科技Zirmbrane®3D三维复合隔膜在千方碱性电解槽（ALK）首次开机测试取得圆满成功，开启国产化复合隔膜技术新时代。

在额定产氢量1000 Nm³/h的条件下，相较传统PPS电解槽，小室数量减少1/3，电流密度5000 A/m²时，制氢能耗低至4.3 kWh/Nm³，在额定负荷及25%负荷运行下，氧中氢含量分别控制在0.4%和1.25%，展现卓越的隔气性。此外，在模拟风光波动性电力测试中表现出色的负荷跟随能力，为可再生能源与绿氢制取的深度融合提供强大支持。

复合隔膜：绿氢产业的核心驱动力

隔膜是碱性电解槽（ALK）的核心组件，直接决定制氢的经济性、安全性和稳定性。作为绿氢制取的关键材料，复合隔膜凭借独特的多孔结构和永久亲水性，展现出卓越的低能耗与隔气性能，为电能到化学能的高效、稳定转换提供坚实保障。根据结构差异，复合隔膜分为传统复合隔膜和三维复合隔膜，分别代表成熟应用与技术革新的双重突破。

常规复合隔膜：成熟可靠，设计要求严苛

常规复合隔膜采用“网布基底+陶瓷涂层”的复合结构，以PPS（聚苯硫醚）网布为基底，通过涂覆二氧化锆与亲水聚合物形成“三明治”式多层结构（见图1）。

图1 常规复合隔膜结构示意图和实物图

该结构具备55%以上的开孔率，构筑高效离子传输通道，显著降低电解槽直流能耗并提升单位面积产氢量。其微纳米通道和亲水性使第一泡点压力达0.3 MPa以上，有效阻隔氢氧互串，确保可再生能源电流波动下的运行安全。

过去三年，传统复合隔膜在多个大型制氢项目中得到验证，性能稳定可靠，但其本身耐挤压、耐摩擦性不足的问题也较为明显，若电解槽结构设计不当，可能导致过度压缩损坏，影响气密性和使用寿命。因此，其应用需高度适配电极、气体扩散层及双极板设计，在优化设计的电解槽体中表现优异。

三维复合隔膜：结构革新，全面突破

为突破传统隔膜瓶颈，碳能科技推出Zirmbrane®3D系列三维复合隔膜，采用创新的“鸟巢”式三维交织一体化结构（见图2）。该产品在大型电解槽首次测试中展现卓越性能，奠定国产化复合隔膜新标杆。

图2 三维复合隔膜结构示意图和实物图

技术亮点与性能优势

结构创新：膜层均匀分布于增强纤维交织的立体弹性空间，厚度压缩量高达40%，摩损率仅为常规隔膜的30%，120℃强化碱煮48小时后质量损失率低于0.3%。即使电解槽结构设计不当导致过度压缩，三维复合隔膜仍能保持结构完整和气密性，大幅降低损坏风险。
兼容性突破：适应雷尼镍电极的表面粗糙度，兼容多种板网、乳突气体扩散层，降低装配挤压及运行中应力风险，极大提升大型电解槽长期运行可靠性。
高效节能：在600μm厚度规格下，延续高泡点压力（0.3 MPa以上），电流密度媲美常规隔膜。测试显示，室温下、30wt.%KOH溶液中面电阻低于0.28 Ω·cm2，在6000A/m2电流密度内，小室电压与常规复合隔膜相当。
安全稳定：弯折无开裂掉粉、抗挤压能力强，装配友好，刚性耐磨，与雷尼镍电极兼容性强。额定负荷及25%低负荷下，氧中氢含量分别低至0.4%和1.25%，气密性优异。其在模拟风光发电曲线测试中展现出色负荷跟随能力，为可再生能源深度融合提供强大支持。