氫能利用關鍵技術及發展現狀

DOI： 10.19911/j.1003-0417.tyn20240605.04 文章編號：1003-0417（2024）07-62-08

摘 要：作為一種綠色、低碳、高效的二次能源，氫能逐漸受到廣泛關注。氫能全產業鏈“制—儲—輸—用”各環節緊密聯系，涉及眾多關鍵技術創新和相關產業融合。對氫能產業鏈中“制—儲—輸—用”各環節的關鍵技術及發展現狀進行了梳理，針對氫能利用關鍵技術提出了相關建議，并對中國氫能產業的發展作出了展望。目前，氫能產業的發展如火如荼，其中，堿性電解水（AWE）制氫、高壓氣態儲氫和氫燃料電池等技術已經得到初步示范應用，但仍存在關鍵技術短板亟待突破的問題，比如：AWE制氫中低電壓、高電流密度、高穩定性電極材料的可控制備，氫燃料電池中高可靠性和耐用性的催化劑和質子交換膜的制備。未來中國氫能產業的發展，一方面要突破關鍵技術與核心材料的研發；另一方面要充分發揮氫電耦合協同作用，實現可再生能源無法并網電力的消納，加快構建新能源體系。

關鍵詞：氫能；電解水制氫；氫燃料電池；儲氫；輸氫

中圖分類號：TK91 文獻標志碼：A

0" 引言

為實現“雙碳”目標，中國能源結構的發展必須轉向更加清潔、綠色、低碳的方向。作為一種綠色、低碳的二次能源，氫能在新能源格局中扮演著重要角色，可以和風能、太陽能等可再生能源融合互補，發揮氫電耦合協同作用，提高能源利用效率，促進交通、建筑及工業領域的深度脫碳。同時，氫能作為新質生產力，更是首次被寫入2024年的政府工作報告中。

氫能“制—儲—輸—用”全產業鏈涉及眾多關鍵技術創新和產業融合。目前，主要是通過化石能源重整和工業副產氫的方式獲得氫氣，制氫過程中會產生大量的碳排放。電解水制氫作為一種新興的制氫技術，可以實現零碳排放，是未來制氫技術的主流方向，但目前電解水制氫成本高，限制了其大規模商業化應用。能源生產和消費之間的不平衡導致對高效儲能技術的巨大需求，特別是當可再生能源作為主要能源時。氫氣儲運是打通氫能全產業鏈最重要的一個環節，而安全高效的氫儲存和供應是氫儲能系統面臨的主要挑戰[1]；此外，氫氣易燃易爆的特性使其運輸成為一個難題，運輸過程中必須保證其安全、高效、無泄漏。

作為能源轉型的重要載體，氫能可以通過可再生能源制取，再發電提供電力和熱量；也可通過“電-氫-電”模式，發揮氫電耦合協同作用，實現氫儲能，發揮其電力調節的作用。為促進氫能利用關鍵技術及相關產業發展，本文對氫能全產業鏈中“制—儲—輸—用”各環節的關鍵技術及發展現狀進行梳理，針對氫能利用關鍵技術提出相關建議，并對中國氫能產業的發展進行展望。

1" 氫氣的制取

隨著日益增長的低碳及碳減排需求，綠色制氫技術正受到廣泛重視。電解水制氫技術是綠色制氫技術中最成熟的技術之一，目前，電解水制氫技術主要分為堿性電解水（AWE）制氫、質子交換膜（PEM）電解水制氫、固體氧化物電解水（SOEC）制氫3大類。3種電解水制氫技術的相關特性對比如表1[2]所示。

1.1" AWE制氫技術

AWE制氫技術是一項成熟技術，最早于1789年由Troostwijk和Diemann提出[3]，其原理示意圖如圖1所示。AWE制氫技術以堿水（NaOH/KOH）作為電解液，濃度為20%～30%[4]，在60～80 ℃的較低溫度下進行；在堿水電解過程中，采用石棉作為隔膜，將陰、陽極上產生的氫氣和氧氣分隔開，防止混合發生爆炸。

利用AWE制氫技術耦合轉化可再生能源，是近中期快速實現其產業化應用的有效途徑。但是目前該技術仍存在一定的局限性，限制了其進一步的發展，具體包括：1）堿性電解槽的能源轉換效率低，通常在60%左右；2）存在氫氣、氧氣混合發生爆炸的風險。

AWE制氫技術的關鍵核心部件為電解槽，未來針對核心部件材料的主要研究方向為提高電極和隔膜材料的性能，具體包括：

1）開發低過電位、大電流密度、長壽命的一體化電極，降低析氫過電位，提高制氫電流密度。

2）開發高親水性、低電阻、長壽命的隔膜材料，提升低功率工作條件下氫氣和氧氣的純度，降低高電流密度工作條件下的制氫能耗；開發適用于寬功率波動的電解槽隔膜材料。

3）突破低電耗電解槽模塊和系統集成技術；優化極板結構，采用先進加工技術制備網狀、波紋狀等新型高性能極板，降低接觸電阻，同時使堿液分布更均勻，提高極板的電流密度和產氫效率；開展電解槽的模塊化擴展，優化模塊組合結構，在提高單元電解槽產氫能力的同時，降低單位產氫量的設備投資成本。

1.2" PEM電解水制氫技術

國外的PEM電解水制氫技術起步較早，自1966年通用電氣公司首先推出第1臺實用性的PEM電解槽，至今已有50多年的發展歷史[5]。該技術中，固體質子交換膜被用作電解質（質子導體）[6-7]，不僅透氣性低、導電性高，而且厚度薄。PEM電解水制氫的原理示意圖如圖2所示。

由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環境下運行，因此該設備對貴金屬催化劑的需求較高，比如：以Pt/Pd作為陰極的析氫反應（HER）[8]和IrO2/RuO2作為陽極的析氧反應（OER）[9]，這使PEM電解水制氫技術的成本比AWE制氫技術的成本更高。因此，降低生產成本并保持高效是PEM電解水制氫技術的主要挑戰之一。

目前，PEM電解水制氫設備價格約為AWE制氫設備價格的3～5倍，且中國PEM電解水制氫設備主要依賴進口，進一步導致其使用成本居高不下。因此，中國PEM電解水制氫技術的未來發展趨勢是進行自主化、低成本PEM電解槽及系統的開發，通過核心技術開發和規模化生產大幅降低設備成本，形成擁有自主知識產權的低成本產品鏈，打造超大規模可再生能源電解水制氫儲能系統。

1.3" SOEC制氫技術

SOEC制氫技術是在20世紀80年代由Donitz和Erdle首次提出[10]。SOEC制氫技術是在500～850 ℃的高溫和高壓條件下進行，并以蒸汽的形式利用水；電解過程通常使用氧離子導體氧化釔穩定氧化鋯，其原理示意圖如圖3所示。

目前，在固體氧化物燃料電池中已經開發和研究了一些陶瓷質子導電材料，而將陶瓷質子導電材料應用于SOEC制氫過程中也越來越受到人們的關注，因為這些材料在500～700 ℃溫度條件下比氧離子導體具有更高的制氫效率和離子導電性[11]。

SOEC制氫技術采用固體氧化物電解質，具有良好的熱穩定性和化學穩定性，整個系統在高溫下電解的電壓較低，能量消耗較少，且系統制氫效率較高。盡管如此，該技術仍存在陰極和陽極材料在高溫下穩定性差和退化的問題，這些問題在該技術大規模商業化應用之前必須得到解決。

1.4" 小結

氫氣制取是氫能產業發展的基礎，通過可再生能源電解水制綠氫是最具前景的制氫方式之一。但目前與化石能源重整制氫技術相比，電解水制氫技術的制氫效率低、成本高一直是制約其發展的瓶頸。綜合對比以上3種電解水制氫技術可以得出：

1） AWE制氫技術是商業化應用最廣泛的技術之一，其成熟度高、成本低、長期穩定性好；但該技術的電流密度低、制氫裝備體積大、使用腐蝕性電解液，且動態響應速度慢。

2） PEM電解水制氫技術已初步實現商業化，其不僅電流密度高，制氫裝備體積小、重量輕，且動態響應速度快，制備的產品氫的純度高；但由于該技術采用貴金屬作為催化劑，導致其使用成本大幅增加，而且質子交換膜和催化劑等核心材料和技術仍有待進一步突破。

3） SOEC制氫技術的制氫效率最高，安全無污染；但該技術的可靠性低、工作溫度高，目前仍處于實驗室研發階段，核心技術亟待突破。

2" 氫氣的儲存

氫氣的高效、安全儲運一直是氫能產業鏈中的關鍵環節。目前，氫氣的儲存方式主要包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫及固態儲氫等。

2.1" 高壓氣態儲氫

高壓氣態儲氫是將壓縮氫氣以物理方式存儲在高壓罐中，儲氫量與氣體壓力成正比，當氣體壓力增大時，體積能量密度增大。高壓氣態儲氫主要應用于固定式高壓氣態儲氫和高壓氣態運氫[12]。目前，該儲氫方式的研究和開發重點是如何在提高儲氫安全性的同時降低其成本。固定式高壓氣態儲氫中，固定式儲氫容器采用何種形式目前尚未形成共識，國內外研發了多種固定式儲氫容器，主要包括全多層鋼制高壓儲氫容器、大容積鋼制無縫儲氫容器、纖維纏繞復合材料儲氫容器等。高壓氣態運氫一般采用長管拖車，運氫量較低，為了提高單車儲氫罐的運氫量，已經將單個鋼瓶的工作壓力進一步提高到30～45 MPa，單車運氫量可提高至700 kg。

高壓氣態儲氫的操作簡單、技術相對成熟，但仍存在安全性較差的弊端。

2.2" 低溫液態儲氫

在低溫液態儲氫方面，目前的研究主要集中在復合儲氫罐材料的開發上，以獲得更輕、更堅固的儲氫罐[13]。國內外在材料、器件、裝備、系統等各方面均取得了一定的研究進展。國際上，已開發出超低溫氫氣吸附劑和多層真空絕熱材料；已開發出具備可承受30 t/天氫液化能力的正仲氫轉化催化劑技術；已開發出可用于液氫環境的儲氫容器材料和支撐材料[14-15]。與高壓氣態儲氫相比，低溫液態儲氫的儲氫密度明顯提升[16-17]，盡管該技術看起來非常有前途，但仍需要解決氫的吸收和釋放、氫液化率高導致能量損失大、氫蒸發和儲氫罐成本等問題[18]。同時，尚欠缺建立液氫儲氫加氫站，液氫增壓泵、潛液泵集成裝置等方面的技術，以及其性能評價測試方法和體系。

2.3" 固態儲氫

高壓氣態儲氫的危險性較高，且體積儲氫密度低，相比之下，低溫液態儲氫技術雖然增加了體積儲氫密度，但需要將氫氣冷卻到-253 ℃。而固態儲氫通過固態儲氫合金材料可以實現在低溫中壓下吸收氫氣，在加熱時放氫[19]。通過化學反應，氫可以在高密度和低壓下儲存在金屬氫化物中，安全性更高[20]。不同固態儲氫合金材料的儲氫性能如表2[21]所示。

從表2可以看出：大多數常用的低溫固態儲氫合金材料（例如：AB5、AB2、AB）的特征是質量儲氫密度在1.5～1.9 wt%。而在Ti-Cr-V體系的基礎上，使用BCC固溶體合金可以達到2.50 wt%的質量儲氫密度。一些AB2型固態儲氫合金材料可用于高壓和零下溫度條件下充氫的“混合”儲氫系統[22]。基于MgH2的固態儲氫合金材料具有明顯更高的質量儲氫密度，但需要較高的操作溫度，限制了其應用。

AB5和AB2型固態儲氫合金材料是最常用的儲氫材料，通常用于儲氫、向燃料電池系統供氫[23]，以及氫氣壓縮應用[24]。主要原因在于這些類型材料的氫吸附性能可通過其組成的微小變化而調整，進而使這些材料的壓力和溫度操作性能與應用條件保持一致。AB5型固態儲氫合金材料具有易活化、吸氫和脫氫動力學快、在循環加氫/脫氫過程中吸氫性能穩定性較高的特點。與AB5型固態儲氫合金材料相比，AB2型固態儲氫合金材料不易活化，因此為了促進其活化，可以在固態儲氫合金材料中摻入少量稀土元素（～1 at%）[25]。

2.4" 小結

目前所有的儲氫技術都存在不足，具體包括：熱管理系統復雜、儲氫效率低、催化劑昂貴、穩定性差、響應速度慢、操作壓力高、儲氫密度低、存在劇烈和不受控制的自發反應的風險。理想的儲氫介質應具有高的體積和質量儲氫密度、燃料的快速吸收和釋放、可在室溫和常壓下操作、可安全使用，以及平衡的成本效益等特點。通過對比以上3種儲氫方式可以得出：

1）高壓氣態儲氫是目前最成熟、應用最廣的儲氫方式，但其儲氫密度較低，且存在較大的安全隱患。

2）低溫液態儲氫具有單位質量和單位體積儲氫密度大的絕對優勢，但目前其儲存成本過高，主要體現在液化過程耗能大、對儲氫容器的絕熱性能要求極高兩個方面。

3）與上述兩種儲氫方式相比，固態儲氫有巨大潛力，不僅安全性高、成本低，而且單位體積儲氫密度大。但該儲氫方式目前仍處于技術攻關階段，還存在一些問題亟待解決，研究人員正在努力合成熱力學性能好、脫氫反應溫度低、吸放氫反應動力學快、質量儲氫密度大的固態儲氫合金材料。

3" 氫氣的輸送

氫氣可以通過容器和管道以液體、氣體和金屬氫化物的形式進行運輸。對于儲存在金屬氫化物中的低壓氫，只能進行短距離和少量的輸送，而大量的液氫則需要通過管道輸送和分配。管道長度從1 km到數百公里不等，操作壓力為10～30 bar，可以通過利用現有的天然氣管道來實現，這些管道具有以下優勢：1）地理范圍廣；2）互聯互通；3）容量大；4）完善的維護和控制結構；5）完善的安全程序、電網管理和運營策略；6）廣泛的公眾接受度。

輸氫管道主要由鋼鐵和聚乙烯制成，特別是針對輸氫過程需要開發新的涂層來避免鋼管道脆化。在更高的摻氫環境下，還需要適應終端用戶系統。對于本地居民用戶，20%的氫氣濃度可以安全地應用于現有的家用電器；但對于工業用戶，特別是工業燃燒應用，則需要單獨進行摻氫比例的研究[26]。

氫能輸送技術的發展以低成本為導向，可根據運輸距離和運氫規模，靈活運用長管拖車、低溫液氫、有機液體、管道輸氫等儲運方式。針對管道輸氫方式，未來需要重點研究富氫天然氣對典型管材、終端用戶系統的影響規律；明確現役天然氣管道的摻氫比例，建立摻氫天然氣管道的相關標準體系與安全運行技術體系；研究純氫條件下管道材料的性能指標要求，建立純氫管道的相關標準體系及安全運行技術體系。

4" 氫氣的應用

考慮到氫的高儲能性，近年來氫儲能得到了蓬勃發展，其可以滿足從短期系統頻率控制到中長期能源供需平衡的大時間尺度范圍內的儲能需求[14]。通過氫儲能，氫能可以采用“電-氫-電”模式，發揮氫電耦合協同作用，實現電力調節作用[27-28]。

氫燃料電池技術是實現氫電耦合的重要體現，也是氫能應用的主要技術之一。預計到2030年，氫燃料電池汽車的銷量將占全球汽車總銷量的3%，到2050年這一比例可能達到36%。幾家公司正在開發具有更高質量和可靠性的氫燃料電池動力系統，加速其在汽車市場的商業化。例如：豐田Mirai燃料電池汽車已經使用了量產的質子交換膜燃料電池，其體積功率密度為3.1 kW/m3，最大輸出功率為114 kW，其中1.6 kWh的鎳氫電池并聯連接，以處理再生制動，并在加速等高功率需求時提供輔助[29]。目前大多數商用氫燃料電池汽車的儲氫系統采用的是高壓壓縮氫燃料箱，例如：本田Clarity燃料電池汽車和現代NEXO燃料電池汽車均使用了這種燃料箱；而寶馬氫能7系裝備了液氫油箱[29]。

除了在汽車上應用外，近年來氫燃料電池在船舶上也有廣泛的應用。船舶航行造成的高污染約占全球溫室氣體排放總量的2.5%，這使航運業轉向采用更加可持續的能源，即氫能。與采用常規電池驅動的船舶相比，氫燃料電池能夠為航行相對較遠的船舶提供動力，并滿足大型船舶的輔助能源需求。

5" 結論及展望

本文對氫能全產業鏈中“制—儲—輸—用”各環節的關鍵技術及發展現狀進行了梳理，針對氫能利用關鍵技術提出了相關建議。在“雙碳”目標下，氫能在工業、運輸、建筑、發電等領域的節能減排、產業綠色升級轉型方面發揮著重要作用。作為連接化石能源和清潔能源的紐帶，氫能具有環境友好、綠色低碳、清潔高效等優點，是未來能源轉型的重要方向。在氫氣的制取、儲存、運輸和應用全產業鏈中，多種氫能利用關鍵技術相互配合，形成產業集群。中國氫能產業發展已逐步形成完整產業鏈，但相關技術瓶頸，例如：電解水制氫成本、電堆性能及壽命、固態儲氫及低溫液態儲氫、質子交換膜燃料電池技術，仍限制著氫能產業的進一步發展，亟待突破。

展望未來中國氫能產業的發展，一方面要突破關鍵技術與核心材料的研發；另一方面要充分發揮氫電耦合協同作用，實現可再生能源無法并網電力的消納，加快構建新能源體系。

[參考文獻]

[1] ZHANG F，ZHAO P C，NIU M，et al. The survey of key technologies in hydrogen energy storage[J]. International journal of hydrogen energy，2016，41（33）：14535-14552.

[2] 俞紅梅，邵志剛，侯明，等. 電解水制氫技術研究進展與發展建議[J]. 中國工程科學，2021，23（2）：146-152.

[3] BALAT M. Potential importance of hydrogen as a future solution to environmental and transportation problems[J]. International journal of hydrogen energy，2008，33（15）：4013-4029.

[4] BURNAT D，SCHLUPP M，WICHSER A，et al. Composite membranes for alkaline electrolysis based on polysulfone and mineral fillers[J]. Journal of power sources，2015，291：163-172.

[5] 李丹楓，褚曉萌，劉磊. 綠氫領域電解水制氫聚合物膜材料研究進展及發展建議[J]. 科學通報，2022，67（27）：3282-3295.

[6] XU W，SCOTT K. The effects of ionomer content on PEM water electrolyser membrane electrode assembly performance[J]. International journal of hydrogen energy，2010，35（21）：12029-12037.

[7] ABDOL RAHIM A H，TIJANI A S，KAMARUDIN S K，et al. An overview of polymer electrolyte membrane electrolyzer for hydrogen production：modeling and mass transport[J]. Journal of power sources，2016，309：56-65.

[8] MILLET P，NGAMENI R，GRIGORIEV S A，et al. PEM water electrolyzers：from electrocatalysis to stack development[J]. International journal of hydrogen energy，2010，35（10）：5043-5052.

[9] LIU B，WANG C Y，CHEN Y Q. Surface determination and electrochemical behavior of IrO2-RuO2-SiO2 ternary oxide coatings in oxygen evolution reaction application[J]. Electrochimica acta，2018，264：350-357.

[10] CARMO M，FRITZ D L，MERGEL J，et al. A comprehensive review on PEM water electrolysis[J]. International journal of hydrogen energy，2013，38（12）：4901-4934.

[11] SAPOUNTZI F M，GRACIA J M，WESTSTRATE C J J，et al. Electrocatalysts for the generation of hydrogen，oxygen and synthesis gas[J]. Progress in energy and combustion science，2017，58：1-35.

[12] 丁镠，唐濤，王耀萱，等. 氫儲運技術研究進展與發展趨勢[J]. 天然氣化工（C1化學與化工），2022，47（2）：35-40.

[13] SCHLAPBACH L，ZüTTEL A. Hydrogen-storage materials for mobile applications[J]. Nature，2001，414（6861）：353-358.

[14] PARRA D，VALVERDE L，PINO F J，et al. A review on the role，cost and value of hydrogen energy systems for deep decarbonisation[J]. Renewable and sustainable energy reviews，2019，101：279-294.

[15] MORADI R，GROTH K M. Hydrogen storage and delivery：review of the state of the art technologies and risk and reliability analysis[J]. International journal of hydrogen energy，2019，44（23）：12254-12269.

[16] 雷超，李韜. 碳中和背景下氫能利用關鍵技術及發展現狀[J]. 發電技術，2021，42（2）：207-217.

[17] 劉永鋒，李超，高明霞，等. 高容量儲氫材料的研究進展[J]. 自然雜志，2011，33（1）：19-26.

[18] NIAZ S，MANZOOR T，PANDITH A H. Hydrogen storage：materials，methods and perspectives[J]. Renewable and sustainable energy reviews，2015，50：457-469.

[19] BLACKMAN J M，PATRICK J W，ARENILLAS A，et al. Activation of carbon nanofibres for hydrogen storage[J]. Carbon，2006，44（8）：1376-1385.

[20] ACEVES S M，BERRY G D，MARTINEZ-FRIAS J，et al. Vehicular storage of hydrogen in insulated pressure vessels[J]. International journal of hydrogen energy，2006，31（15）：2274-2283.

[21] LOTOTSKYY M，YARTYS V A. Comparative analysis of the efficiencies of hydrogen storage systems utilising solid state H storage materials[J]. Journal of alloys and compounds，2015，645：S365-S373.

[22] KOJIMA Y，KAWAI Y，TOWATA S I，et al. Development of metal hydride with high dissociation pressure[J]. Journal of alloys and compounds，2006，419（1/2）：256-261.

[23] LOTOTSKYY M V，TOLJ I，PICKERING L，et al. The use of metal hydrides in fuel cell applications[J]. Progress in natural science：materials international，2017，27（1）：3-20.

[24] LOTOTSKYY M V，YARTYS V A，POLLET B G，et al. Metal hydride hydrogen compressors：a review[J]. International journal of hydrogen energy，2014，39（11）：5818-5851.

[25] YAO Z，LIU L，XIAO X，et al. Effect of rare earth doping on the hydrogen storage performance of Ti1.02Cr1.1Mn0.3Fe0.6 alloy for hybrid hydrogen storage application[J]. Journal of alloys and compounds，2018，731：524-530.

[26] ABOHAMZEH E，SALEHI F，SHEIKHOLESLAMI M，et al. Review of hydrogen safety during storage，transmission，and applications processes[J]. Journal of loss prevention in the process industries，2021，72：104569.

[27] 朱凱，張艷紅. “雙碳”形勢下電力行業氫能應用研究[J]. 發電技術，2022，43（1）：65-72.

[28] 俞紅梅，衣寶廉. 電解制氫與氫儲能[J]. 中國工程科學，2018，20（3）：58-65.

[29] YUE M L，LAMBERT H，PAHON E，et al. Hydrogen energy systems：a critical review of technologies，applications，trends and challenges[J]. Renewable and sustainable energy reviews，2021，146：111180.

KEY TECHNOLOGIES AND CURRENT SITUATION OF

HYDROGEN ENERGY UTILIZATION

Yin Zhaohui1，2，Jiang Lijun1，2，Liu Yu1，2，Liu Hao1，2，Li Shanshan1，2，Wang Lili1，2，

Yu Qinghe1，2，Li shuai1，2，Mi Jing1，2，Hao Lei1，2*

（1. China GRINM Group Co.，Ltd.，National Engineering Research Center of Nonferrous Metals Materials and Products for New Energy，Beijing 100088，China；2. GRIMAT Engineering Institute Co.，Ltd.，Beijing 101407，China）

Abstract：As a green，low-carbon，and efficient secondary energy，hydrogen energy has gradually attracted wide attention. The entire hydrogen energy industry chain is closely linked in all aspects of production，storage，transportation，and utilization，involving numerous key technological innovations and the integration of related industries. This paper reviews the key technologies and their development status of each link in the hydrogen energy industry chain，including production，storage，transportation，and utilization. Relevant suggestions are put forward for the key technologies of hydrogen energy utilization，and prospects are made for the development of hydrogen energy industry of China. At present，the development of the hydrogen energy industry is developing rapidly，among which，alkaline water electrolytic （AWE） hydrogen production，high-pressure gas hydrogen storage，and hydrogen fuel cells and other technologies have been preliminarily demonstrated and applied，but there are still key technical shortcomings to be broken through. For example，the controllable preparation of low voltage，high current density and high stability electrode materials in AWE hydrogen production，and the preparation of highly reliable and durable catalysts and proton exchange membranes in hydrogen fuel cells. Regarding the future development of hydrogen energy industry of China，on the one hand，it is necessary to break through the research and development of key technologies and core materials；On the other hand，it is necessary to fully leverage the synergistic effect of hydrogen-electric coupling，achieve consumption of electricity from renewable energy that cannot be connected to the grid，and accelerate the construction of a new energy system.

Keywords：hydrogen energy；water electrolysis for hydrogen production；hydrogen fuel cell；hydrogen storage；hydrogen transport

收稿日期：2024-06-05

基金項目：國家重點研發計劃（2021YFB4000300）

通信作者：郝雷（1980—），男，博士、正高級工程師，主要從事制氫與氣體純化關鍵材料與技術，以及燃料電池氫源系統集成技術方面的研究。haolei@grinm.com