【项目进展】河创院低成本拓扑析氢催化剂创新团队“带技”来石入孵并获重大专项基金立项支持

为服务企业创新主体地位,河创院面向企业“卡脖子”技术难题,组织实施3批84项校企合作项目;面向企业前瞻性储备技术需求,组织校企联合组队申报并获批国家级、省部级项目10项,惠及90余家企业。现在各项目,正在有序推进过程中,不断有新进展、新成果、新突破,河创院将会同各创新团队,加快推进项目走深落实,按照既定技术路线,完成相应技术指标。

今天,让我们聚焦河创院低成本拓扑析氢催化剂创新团队,来看一看他们如何推动前沿技术从实验室走向生产线,以创新之力突破绿氢成本瓶颈,取得颠覆性创新,助力石家庄新能源产业蓬勃发展

在全球能源绿色低碳转型的背景下,氢能作为清洁能源载体,已成为各国竞相布局的战略领域。其中,质子交换膜(PEM)电解水制氢技术因其电流密度高、响应速度快、适配波动性可再生能源等优势,被视作实现绿氢规模化生产的关键路径。然而,该技术核心组件催化层与隔膜体系仍长期依赖贵金属催化剂,导致制氢成本高、设备寿命短,成为制约行业发展的共性难题。

河创院在走访调研中,发现氢能行业存在一些共性技术难题。在与析氢新能源科技发展(山东)有限公司深入对接后,河创院了解到该企业在非贵金属催化剂的批量制备与膜电极集成方面面临技术瓶颈,急需跨学科的技术与平台支持。为此,河创院迅速响应,积极推动校内新型电子功能材料团队与析氢新能源开展合作,共同组建了“低成本拓扑析氢催化剂创新团队”。同时,协助析氢新能源在我市注册成立析氢新能源科技(河北)有限公司,专注于新型析氢催化剂及新能源装备的研发与生产,致力于突破国外技术垄断,实现关键材料的自主可控,该公司也成为河创院新增孵化空间的首批入孵企业。


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2025年,团队联合天津大学等高校与析氢新能源(河北)公司共同申报并获批京津冀协同创新专项基金项目《面向PEM电解槽的非贵金属催化剂隔膜》,项目总经费500万元,省拨经费100万元。该项目旨在解决PEM电解槽中催化层与隔膜之间界面阻抗高、机械稳定性不足等关键问题,提出“催化剂-隔膜一体化”新思路,重点攻关非贵金属多元合金催化剂的规模化制备、梯度质子传导隔膜设计及界面强化等核心技术。


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项目启动后,高校团队负责开展理论与实验研究,公司则负责建设催化剂示范线并推动市场应用,形成了从基础研究到产业转化的完整创新链条。在不到一年时间里,双方已在JACS、Advanced Science等高水平期刊上发表论文5篇,获得4项专利授权,涵盖催化剂、电极与传感器等方向。相关成果将用于兆瓦级电解制氢系统,有望将制氢能耗降至每立方米4.5度电以下,综合成本降低20%以上。根据规划,项目将在三年内完成新型催化剂配方验证与隔膜优化等关键任务,建成公斤级催化剂生产线,最终实现电解槽能耗降低15%、寿命提升30%,并预计创造产值0.6亿元。更重要的是,通过以非贵金属替代贵金属,该项目将推动解决氢能装备领域的“卡脖子”问题,加快关键材料的国产化进程。


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依托项目,团队15名硕、博士生和5名本科生参与深度研发,负责催化剂和隔膜的理论计算与实验研究,并在10名校企导师联合指导下完成了相关论文、报告的编写工作,有效推进了产业链、创新链与人才链的深度融合,为相关产业发展输送了急需的专业人才。

下一步校企将持续深化合作,共同开展拓扑催化技术的全球首例产业化实践,推动制氢设备在宽功率范围内稳定运行,并实现催化剂成本降低50%-80%的战略目标。

作为校企合作的桥梁纽带,河创院始终致力于敦睦校政企三方关系,荟聚高校优质创新要素,带动科研团队直面企业多元化应用场景,搭建校企协同创新共同体。未来,河创院将持续推进创新团队与合作企业的科技合作研发项目,围绕国家重大战略需求,孵化更多引领性技术,为我国高端制造业突破“卡脖子”难题、实现自主可控提供更强劲的支撑。