高丽大学化工生命工程系柳承浩教授研究团队与韩国科学技术研究院(KIST)李素英博士研究团队携手，共同开发出一种能够同时提升新一代制氢技术——“阴离子交换膜水电解(AEMWE)”性能与耐久性的新型多层膜结构。

　　该研究成果于2025年12月10日在线发表于国际学术期刊《先进复合材料与混合材料》(影响因子21.8)上。

　　水电解技术是通过电解水来生产高纯度氢气的核心技术。传统的碱性水电解(AWE)方式虽然可以使用廉价的材料，但因其结构特性，氢气和氧气容易混合，在效率和安全性方面存在局限。作为改进方案的阴离子交换膜水电解(AEMWE)技术备受关注，但存在难以在高温和强碱性环境下稳定运行的问题。

　　为解决此问题，研究团队设计了一种功能分离的多层结构膜。该膜中间层为起机械支撑作用的锆石(Zirfon)隔膜，两侧则结合了具有不同功能的高分子膜，形成薄膜组装(TFA)结构。其中一侧膜的设计旨在强碱性环境中仍能保持结构稳定，另一侧膜则旨在促进离子移动，从而提高水电解反应效率。

▲阴离子交换膜水电解(AEMWE)系统与TFA膜的构成。
 

　　实验结果显示，新开发的膜将氢气透过率相比传统膜降低了10倍以上，显著减少了氢气和氧气混合的现象。同时，即使在高电流条件下也能维持稳定的制氢性能，并且在使用廉价的非贵金属催化剂时同样表现出高性能。特别是在总计超过1670小时的长期运行中仍能稳定工作，证明了其优异的耐久性。

　　这项研究的意义在于，它同时解决了水电解技术中难以兼顾的气体阻隔性、离子导电性和机械稳定性三大问题。该技术有望成为未来大规模绿色氢气生产系统及基于可再生能源的水电解设备开发的重要基础。

　　研究团队表示：“为实现AEMWE技术的商用化，关键在于超越对高性能、高耐久性高分子膜的单一开发，采用功能分离与复合化的设计策略。本研究通过实现在高电流条件下的长期稳定运行，为新一代绿色氢气生产技术的商用化奠定了基础。”

　　此外，本研究在科学技术信息通信部的资助下，获得了韩国科学技术研究院核心项目、国家科学技术研究会资助项目以及韩国研究财团研究课题的支持。
       （文中姓名均为音译）

　　来源：韩国大学期刊