《自然评论清洁技术》最近的一篇评论首次提出扩大解耦水电解(DWE)技术以生产工业规模绿色氢气的途径。
溴化物/溴酸盐解耦水电解过程。图片来源：《自然评论：清洁技术》（2025）
氢气是重要化学原料，通常由化石燃料生产，会产生大量二氧化碳。利用可再生能源电解水产生氧气而非二氧化碳，是清洁替代方案。工业规模绿色氢气生产是能源转型终极目标之一，有望取代世界对化石燃料的依赖。
传统电解法用膜隔开的两个电极将水分解成氢气和氧气，存在成本高、易内部氢气泄漏、与间歇性太阳能和风能不兼容等问题。DWE通过在时间或空间上分离氢气和氧气产生克服这些问题，无需使用膜，而是使用能吸收和释放离子的氧化还原材料产生氧气或氢气。
该评论回顾不同DWE方法，首次提出可行规模化生产途径。作者包括以色列理工学院Avner Rothschild教授、格拉斯哥大学Mark D. Symes教授、丹麦技术大学Jens Oluf Jensen教授、弗劳恩霍夫太阳能系统研究所Tom Smolinka博士、H2Pro公司Rotem Arad和Gilad Yogev、以色列理工学院博士后研究员Guilin Ruan博士以及格拉斯哥大学博士生Fiona Todman等世界各地顶尖专家。
2013年，格拉斯哥大学马克・西姆斯教授及其同事率先采用溶液相氧化还原介质实现解耦电解原始实现，并积极尝试将其商业化。2015年，Avner Rothschild教授与同事开创采用镍基氧化还原电极的新技术，促成H2Pro公司于2019年成立。Jens Oluf Jensen教授和Tom Smolinka博士是电解槽技术专家，其研究为解决商用电解槽规模化生产运行挑战提供见解，为比较颠覆性解耦电解槽和无膜电解槽概念奠定基础。Rotem Arad和Gilad Yogev为将概念转化为大规模绿色制氢技术提供深刻见解。
这篇综述首次详细介绍DWE可行规模化策略。实验室规模DWE实验每天产氢不到一克，工业系统每天需产约一吨氢气，产量是前者百万倍。要满足目前氢气需求，约需一百万台全规模电解槽，传统工业电解槽需稳定电网供电，应用范围有限。
DWE独特优势在于能通过氧化还原材料储能，类似内置电池的电解器，可缓冲可再生能源波动，与太阳能和风能系统高度兼容，为低成本、绿色可再生氢能生产提供关键途径。
扩大绿色氢能生产规模影响巨大。目前氢能市场每年价值约2500亿美元，一旦实现工业规模化，预计十年内绿色氢能市场规模将达5500亿美元。
罗斯柴尔德教授预测，绿色氢能将占未来能源市场10%，大规模生产并以合理价格出售后，将取代工业、重型运输等领域大部分能源。传统电解槽应不断发展适应市场，DWE有望成为适应环境变化的“物种”。
Symes教授解释，解耦电解技术仅有约12年历史，碱性电池和质子交换膜电池等传统技术已发展数十年甚至数百年，这为新型解耦系统扩展速度提供背景信息。他预计未来十年解耦电解系统将成为传统电解槽强劲竞争对手，特别是在将可再生能源转化为绿色氢能方面。
评论文章提出的新想法令人信服，为扩大DWE技术造福全人类的长期前景提供启示。
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