孟 凡, 张惠铃, 姬姗姗, 李若鹏, 徐 昊,张锦秋, 安茂忠, 杨培霞

(1.哈尔滨工业大学 化工与化学学院，哈尔滨 150000; 2.济宁职业技术学院 生物与化学工程系，济宁 272037)

0 引 言

随着社会工业化的高速发展，人类面临的能源危机问题日益突出。目前，大部分能源供应仍来源于传统的化石燃料，由此带来的环境污染问题已成为社会关注的焦点。为了解决能源和环境问题，研究人员将目光投向了新兴清洁能源，如太阳能、潮汐能、风能和氢能等。其中，氢能(H2)具有能量密度高、分子质量小、燃烧产物仅为水等优点，被认为是未来能量储存和供应的理想载体。同时，氢气也是现代工业生产中的重要化学原料，可用于制备高纯硅半导体、炼油工业中的加氢脱硫、加氢裂化等反应过程[1]。

氢是宇宙中含量最多的元素，但在自然条件下多以化合物的形式存在。目前，制备单质氢的技术主要有化石能源重整制氢、工业副产气制氢和电解水制氢。化石能源重整制氢的原料以煤和天然气为主，成本低，可用于大规模工业生产；工业副产气制氢的主要原料是焦炉煤气和丙烷等，虽然制氢成本低，但产物纯度不高，需要进一步分离提纯；电解水制氢具有原料简单、无温室气体排放、制氢效率高和产品纯度高等优点，但电力成本和设备系统成本较高，且设备维护复杂，制氢成本高达22.5～33.6元/千克[2]，目前产能较低，仅占4%～5%。随着催化剂制备、极板表面处理、电解池结构优化等相关技术的不断发展，电解水制氢必将成为未来能源产业的发展方向[3-4]。……