在堿性電解槽中，陰極產生H2，陽極產生O2，需要用隔膜將H2、O2嚴格地隔離開來，同時允許電解槽內電路中離子的自由移動。早期是使用石棉作為隔膜材料，但是石棉在堿性電解液中的溶脹性與石棉對人體的傷害使得其逐漸被淘汰。目前亞洲國家尤其是國內普遍使用的是非石棉基的PPS布，具有價格低廉的優勢，但缺點也比較明顯，如隔氣性差、能耗偏高。而歐美國家在二三十年前就已經使用復合隔膜，這種隔膜在隔氣性和離子電阻上具有明顯優勢，但目前國內還未開發出類似隔膜，完全依賴進口則價格非常昂貴。一、新型堿性電解水制氫復合隔膜
碳能科技自主開發的新型堿性電解水制氫復合隔膜,由有機聚合物、無機陶瓷粉體及內襯支撐體組成,可廣泛應用于堿性電解水制氫。實現了“卡脖子”關鍵技術的突破,并實現進口替代。碳能科技復合隔膜表面致密、內部多孔，隔氣性強,具有永久親水性和較強的吸堿能力。(2)離子電阻低,于30°C、30wt%的KOH溶液中,面電阻≤0.4Ω·cm2);(3)強堿溶液中結構、組成穩定,使用壽命可達7年以上;(4)電解能耗可比傳統pps布隔膜降低8%~10%;(5)膜厚度500um,最大有效寬幅可達2米。
參數對比
參數 | 碳能復合隔膜 | PPS布 |
親水性:電解液浸潤時間接觸角(°) | s≤55 | min＞65 |
氣密性:泡點(bar) | ≥1.0 | ≤0.1 |
孔隙率(%) | 60土10 | 60-70 |
電阻:面電阻 (Q·cm2) | ≤0.4 (30℃) | ＞1.0 （30℃） |
抗拉強度(N/mm2) | 30 | 40 |
厚度(um) | 500 | ≥700 |
最高使用溫度 | 110度 | 100度 |
使用壽命(年) | ≥7 | ≥7 |
二、應用場景：堿性電解水制氫槽體
以1000標方堿性電解水制氫為例，相比于常規PPS隔膜，碳能無機隔膜每年可節約用電成本150萬元，預計一年半到兩年時間所節約的電力成本就可將隔膜成本拉平。目前，該產品已經在多家制氫廠家投入使用。未來通過實現隔膜的大批量生產，隔膜成本將會進一步降低30-40%。
關于碳能科技
碳能科技(北京)有限公司成立于2015年,由斯坦福大學博士、國家高層次人才康鵬教授發起成立。公司是一家以電化學技術為平臺,致力于二氧化碳資源化利用、電解水制氫、工業廢水處理等綠色能源技術的國家高新技術企業。公司在關鍵材料如二氧化碳轉化利用催化劑、堿性電解水制氫隔膜和反應器等關鍵材料和設備上擁有自主知識產權專利11項。公司獲得北京市首科基金、殼牌基金會、紅杉資本、九智資本、清華泰有基金等多家頭部投資機構投資,研發投入超過3000萬元。現有全職員工45名,其中博士及博士后3人、碩士12人,擁有1000平米研發實驗室,4000平米廠房。公司申報發明專利22項,已授權11項,授權實用新型專利5項,登記軟件著作權5件。原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：碳能科技制氫復合隔膜介紹
