GB/T 45092-2024《电解水制氢用电极性能测试与评价》解析与行业意义

一、标准制定背景与核心目标‌

随着全球能源结构向低碳转型加速，绿氢作为可再生能源消纳与储能的关键载体，其规模化制备技术成为实现“双碳”目标的核心路径‌。电解水制氢技术（尤其是碱性路线）因其成熟度高、成本优势显著，已成为绿氢产业的主流选择。然而，电极材料的性能直接决定电解效率、能耗及系统寿命，行业长期面临两大挑战：

1. ‌测试标准缺失‌：实验室研发与工业化应用缺乏统一的电极性能评价体系，阻碍了高性能电极的推广‌；
2. ‌适配波动性电源需求‌：可再生能源供电的间歇性与波动性对电极的稳定性提出更高要求‌。
   GB/T 45092-2024的发布填补了这一空白，首次构建了系统性电解水制氢电极性能测试方法国家标准，为电极研发、选型与产业化提供科学依据‌。

‌二、标准核心内容与技术框架‌

该标准适用于碱性电解水制氢用电极及氢氧根离子交换膜（AEM）电解水的析氢/析氧电极，聚焦以下核心测试指标‌：

1. ‌超声剥落率测试‌：通过超声震荡模拟电极催化剂在电解液中的机械冲刷，量化催化剂脱落率，评估电极结构稳定性‌；
2. ‌过电位测定‌：在标准电解条件下测量析氢（HER）与析氧（OER）过电位，反映电极催化活性与能效水平‌；
3. ‌正反极化稳定性测试‌：模拟电解槽启停或电流反向工况，检测电极在异常极化下的性能衰减，评估抗逆性‌；
4. ‌波动电流电解测试‌：设置动态电流负载（如0.5–2.0 A/cm²阶跃变化），验证电极在可再生能源波动供电下的电压响应与耐久性‌；
5. ‌小室平均电压变化率‌：通过长时间（≥1000小时）恒流电解，计算电压变化率，量化电极寿命‌。

‌三、技术创新与行业推动价值‌

1. ‌加速电极材料研发迭代‌：标准通过量化测试指标（如过电位降低10%对应能耗减少约5%‌），为新型催化剂、复合电极材料提供明确优化方向，缩短实验室到工业化转化周期‌；
2. ‌提升电解槽设计适配性‌：企业可基于标准数据优化电极厚度、孔隙率等参数，匹配不同电源特性（如风电/光伏耦合制氢场景）‌；
3. ‌降低行业技术壁垒‌：国内知名科技企业等参编单位通过共享测试方法，推动碱性、AEM、PEM多技术路线电极的横向对比与协同发展‌；
4. ‌支持绿氢项目降本‌：标准化测试可减少重复验证成本，预计电极选型效率提升30%以上，助力电解槽系统LCOH（平准化制氢成本）下降‌。

‌四、实施展望与未来挑战‌

自2025年3月1日实施后，该标准将逐步渗透至以下领域：

• ‌研发端‌：引导高校与科研机构建立统一测试平台，减少数据偏差‌；
• ‌制造端‌：推动电极企业优化生产工艺（如苏州穆尔气体已经推出标准测试电解槽）；
• ‌应用端‌：助力国电投、华能等能源集团在风光制氢项目中精准匹配电极与电解槽‌。

未来需进一步攻克的方向包括：

• 完善高温、高电流密度（>3 A/cm²）等极限工况测试方法；
• 建立与国际标准（如IEC/TC 105）的互认机制，推动中国电极技术“出海”。

‌五、结语‌

GB/T 45092-2024不仅是技术规范，更是绿氢产业生态协同发展的基石。通过标准化赋能，中国电解水制氢产业有望在全球竞争中占据先机，为2060碳中和目标提供核心支撑

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