问题：氢气泡附着制约制氢效率 水电解制氢是绿色能源生产的重要路径，但效率长期受氢气泡在电极表面附着所限制；电解过程中，氢气泡若不能及时从催化剂表面脱离，会遮挡活性位点，减少有效反应面积并抬升能耗，从而降低氢气产量与系统效率。这个瓶颈已成为清洁能源领域需要重点突破的难题。 原因：传统材料存在物理局限 研究团队指出，多孔传输层（PTL）是水电解器的关键组件，其表面性质会直接影响氢气泡的脱离行为。传统PTL材料能够满足供水需求，但其偏亲水的表面更容易让氢气泡滞留。团队负责人柳正基教授表示：“过去普遍认为提升亲水性有利于供水，却较少关注适度疏水性对气泡排出的作用。” 对策：特氟龙涂层实现双重优化 团队采用聚四氟乙烯（PTFE）喷涂工艺，仅在PTL上半部分制备疏水涂层。实验结果显示，这种局部涂覆在不影响底部持续供水的同时，能够促进顶部氢气泡快速脱离，使电流密度较未涂层样本提升40%，系统电压波动也明显降低。研究还指出，PTFE属于成熟的工业材料，喷涂工艺对设备改造要求不高，通过一次热处理即可完成，单次可处理涂层面积达225平方厘米，具备继续放大应用的条件。 影响：推动清洁能源技术迭代 该成果不仅有望提升水电解制氢的经济性，对燃料电池、金属空气电池等同样依赖气体释放过程的电化学系统也具有借鉴意义。合作研究者李东旭教授表示：“现有电解槽无需结构调整即可应用该技术，降低了落地门槛。”业内分析认为，若实现规模化应用，有望推动绿氢成本进一步下降，带动能源结构转型提速。 前景：产学研联合推进商业化 目前，研究团队正与多家能源企业开展中试测试。专家预计，随着涂层工艺标准化及耐久性验证推进，该技术有望在3—5年内进入产业化阶段。国际能源署涉及的报告指出，到2030年绿氢生产成本需下降约60%才能更好支撑碳中和目标，此类面向关键部件的材料与工艺创新将提供重要支撑。
提升绿氢竞争力，既需要材料创新，也离不开对传质细节的改进。用常见材料与简化工艺解决气泡滞留此关键痛点，说明电解装备效率仍有提升空间。随着可再生能源装机增长与绿氢需求扩大，围绕关键部件推进可制造、可验证、可维护的改良路径，或将成为产业规模化的现实选择。