2025年9月13日-16日，第二届国际绿碳科学大会在青岛召开。新南威尔士大学甄崇礼教授应邀出席，并作题为“Innovation and Commercialization of Key Catalytic Materials and Downstream Technologies in the Hydrogen Energy Value Chain”特邀报告。

氢能价值链中的催化材料及下游技术的创新与商业化

 背景介绍 

全球能源转型进入关键阶段，氢能作为零碳能源载体，其价值链技术突破与产业化落地对实现“双碳”目标意义重大。2025年9月13日-16日，第二届国际绿碳科学大会在青岛黄海饭店召开，澳大利亚新南威尔士大学甄崇礼（Jimmy Yun）教授受邀作特邀报告。报告聚焦“氢能价值链中的催化材料及下游技术”，分享其团队近5年在青岛组建研究机构与企业的实践成果，涵盖从催化材料研发到技术规模化、工业化应用的全流程突破，既呈现技术创新细节，也展现团队攻坚克难、助力氢能发展的历程，为氢能产业发展提供了重要参考。

图1 甄崇礼教授在2025年第二届国际绿碳科学大会作特邀报告

 报告亮点 

· 全链条研发实践

打破单一技术研发局限，构建“催化剂研发-设备开发-规模化测试-工业化落地”的氢能全价值链研发路径，确保技术从实验室高效转化为产业应用。

· 新型电解系统创新

全新设计电解系统装置，并联合北京Sinopec完成1年现场测试。配套全自动生产线正处于设备安装阶段，预计年内完工，具备快速规模化推广潜力。

· 碳载体催化剂突破

针对催化剂性能衰减难题，通过优化碳载体结构，解决了碳腐蚀与活性成分溶解两大核心问题；同时实现贵金属在碳载体上的高度分散，显著提升催化剂的效率与稳定性。

· 本土化合作推进

依托中国氢能市场需求与政策支持，与中石化、北京Sinopec等国内企业深度合作，在青岛推进研究设施建设与项目落地，已完成125-500 kW级设备测试，各项指标符合中国HYG联盟标准。

· 差异化技术定位

结合中国“能源安全”战略及人口、资源需求特点，聚焦氢能价值链上游生产环节，区别于澳大利亚等国家的技术路径，确保技术适配我国产业实际需求。

 报告内容介绍 

1 氢能发展背景与技术定位

甄崇礼教授指出，氢能已成为全球能源转型的重要方向，我国氢能发展已进入“临界点”，但近两年受多重因素影响，行业增速有所放缓。从国际对比来看，各国因能源结构、资源禀赋差异，氢能技术路径与发展重点各不相同。澳大利亚侧重氢能下游应用，而中国基于能源安全战略与人口资源需求，需优先突破氢能上游生产技术。

教授团队选择回到中国开展研究，核心原因在于中国具备“全价值链参与”优势——不仅有庞大市场需求，还有愿意投入技术验证的企业与政策支持。这种“从材料到产业”的全链条实践，让团队能清晰把握技术整合逻辑与变量互动关系，为创新提供肥沃土壤。

图2 氢能技术发展路径示意图

2 催化材料研发核心成果

报告重点阐述团队在氢能催化材料领域的研究成果，核心围绕质子交换膜（PEM）系统、碱性电解（AEM）系统展开。其中，碳载体催化材料是研发重点。

碳载体结构优化：传统催化剂因碳载体易腐蚀、活性成分易溶解，导致短期内性能衰减。团队通过调控碳载体孔隙结构与表面性质，一方面抑制碳腐蚀，另一方面将贵金属（如铂系金属）精准“嵌入”碳载体孔隙中，减少活性成分流失，同时提升贵金属分散度，保障催化效率。

规模化制备工艺：在材料研发基础上，开发催化材料批量合成工艺，重点控制材料分散性与均一性，实现实验室成果向中试生产转化，为后续设备配套提供稳定原料。

此外，团队还涉及氢燃料电池催化剂、甲烷重整催化剂、“电转X（Power-to-X）”催化剂研发，但目前主要集中于氢能生产环节的催化材料，确保研发聚焦性。

图3 膜电极示意图

3 新型电解系统与工业化测试

基于自主研发的催化材料，团队进一步突破传统电解设备设计逻辑，开发出全新电解系统，核心进展包括：

设备设计创新：针对传统电解系统“难量产、成本高”问题，重新设计电解单元结构，规避传统系统固有缺陷，同时提升设备兼容性与自动化水平，适配规模化生产需求。

现场测试成果：已联合北京Sinopec完成1年现场测试，测试数据显示，氢气纯度符合中国HYG联盟标准，且在稳定性、能耗控制方面优于传统设备。目前团队已完成125-500 kW级设备测试，远超实验室小试规模，验证了技术工业化潜力。

自动化生产线建设：为实现设备快速量产，团队正与合作伙伴建设全自动生产线，目前处于设备安装阶段，预计年内完成建设，投产后可大幅降低设备生产成本，加速技术推广。

图4 模块化电解槽设计与开发

4 研发实践与未来展望

教授在报告中分享了研发过程的重要经验：氢能价值链漫长，从材料到产业的每一步都充满挑战，“聚焦”是成功核心——团队始终将80%以上资源集中于氢能生产环节的催化材料与电解技术上，避免因方向分散导致研发“浅尝辄止”。

未来，团队将继续推进三大方向：一是完成自动化生产线调试，实现新型电解设备量产；二是拓展催化材料应用场景，如氢燃料电池催化剂的中试与测试；三是深化与国内企业合作，推动氢能技术在化工、能源等领域的场景化应用，让氢能不仅成为“中间能源载体”，更成为化工合成核心原料，契合未来能源与化工融合发展趋势。

专家介绍

甄崇礼 教授

甄崇礼（Jimmy Yun），澳大利亚新南威尔士大学教授、澳大利亚技术科学与工程学院院士（FTSE）。1992年于新南威尔士大学获博士学位，曾在日本北海道工业技术研究所、美国佐治亚理工学院从事博士后研究。2000年在新加坡创立纳米材料技术公司（NMT），开发低成本纳米材料平台技术，通过与GSK、巴斯夫、中石化等企业合作，实现约100亿元产值；2019年加入青岛国际院士港，组建创启时代公司，聚焦氢能、环保技术及生物纳米医药工业化。长期致力于氢能催化材料与下游技术研发，主持38项国际项目（获3亿元资金支持），申请专利96项，发表SCI论文187篇；近5年在青岛组建研究团队与设施，推动氢能技术从实验室走向工业化，完成多项千瓦级设备测试，符合中国产业标准。曾担任新加坡纳米技术发展经济顾问、亚太过程强化协会副主席，现深度参与中国氢能产业实践，为技术本土化落地与产业化发展提供关键支撑。

 原文链接 

甄崇礼教授与Green Carbon | 氢能价值链中的催化材料及下游技术的创新与商业化

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