诺奖级材料产业化提速，科力远成功完成MOFs制氢阳极中试

首创MOFs技术向工程化制备迈进

2025年诺贝尔化学奖聚焦金属有机框架(MOFs)领域，让这一前沿材料受到广泛关注。近日，科力远牵头成立的先进储能材料国家工程研究中心，联合子公司常德力元、国家纳米科学中心，在首创MOFs一体化电极技术的基础上，成功实现大尺寸制氢阳极产品中试下线，电解能耗较工信部征求意见稿标准降低13.3%。这也标志着该项原创成果正式向工程化规模制备迈进，将全面助力绿氢及负碳等产业发展。

绿氢爆发，电解槽需要一颗强心脏

在全球能源转型驱动下，绿氢已成为工业深度脱碳的关键载体。2026年上半年，我国制氢电解槽中标项目规模1121MW，同比增长35.74%，碱性制氢路线占比约 92.6%。今年9月，工信部发布《氢能装备(碱性水电解制氢装备)制造行业规范条件(2026年本)(征求意见稿)》，明确常压槽额定电流密度不低于4000A/m²，直流电耗不高于4.5kWh/Nm³。

随着市场需求增长和能效标准提升，电解槽对低能耗、高电流密度和长寿命提出了更高要求，而催化电极正是影响其性能的关键部件。当前，传统电解槽催化电极存在催化层易剥落、界面阻抗大、活性位点不足等共性短板，已成为制约电解槽性能提升的重要因素。MOFs一体化电极的出现，则为碱性电解水制氢的核心部件迭代提供了新的路径。

技术首创，让MOFs从泡沫镍里“长”出来

MOFs是一种有机-无机杂化材料，1克展开后比表面积达3000平方米，相当于1.3个诺坎普足球场，是理想的催化材料载体。但如何将微观优势放大到工业级电极上，一直是工程化难题。

2025年8月，国家纳米科学中心赵慎龙研究员与先进储能材料国家工程研究中心主任兼首席科学家、大储能生态创新联合体主任委员钟发平教授，在《Nature Chemical Engineering》上联合发表研究成果，在MOFs规模化制备及电解水应用方面取得重要突破。该研究通过创新工艺，实现了400cm²大尺寸MOFs材料的分钟级快速合成，并将其集成至碱性电解水制氢体系中，实现4.11kWh/Nm³ H₂的电解能耗。

国家纳米科学中心赵慎龙研究员

这一突破得益于三方的协同创新，赵慎龙研究员团队深耕MOFs材料设计与催化机理，为电极性能提供理论支撑;钟发平教授团队依托获得国家科技进步奖二等奖的泡沫镍专利技术，突破关键结构瓶颈;常德力元则发挥产业化制造优势，推动实验室成果向工程化应用转化。

赵慎龙研究员表示，泡沫镍的三维多孔结构为MOFs一体化电极提供了理想载体，贯通孔道兼顾电子传输、电解液输送与气体排出，实现催化材料的高效附着与反应。

针对传统工艺痛点，开发团队首创原位技术。传统做法像在金属表面“贴瓷砖”或“刷油漆”，涂层易起皮脱落;新技术则直接利用泡沫镍自身的“镍养分”在骨架上“种树”，让MOFs从表面生根发芽。从金属里“长”出来的结构，从根本上消除涂层脱落风险，打通电流传输“高速路”。

持续突破，中试产品跑赢能效线

此次中试下线的3600cm²阳极产品，相较于前期25cm²实验片，实现了百倍级面积放大，具备了向下游电解槽应用拓展的基础。产品电解能耗进一步降至3.9 kWh/Nm³，低于工信部征求意见稿提出的4.5 kWh/Nm³指标上限。此次中试为后续产品一致性、整槽适配及长周期运行验证奠定了基础。团队也已同步启动制氢设备阴极材料的中试验证，进一步完善绿氢电极产品矩阵。

更值得关注的是，团队基于同一MOFs材料体系，推动其在负碳装置上的应用，在常温常压下即可一步将CO₂转化为一氧化碳、乙烯等高附加值工业原料，变“废”为宝。该工艺还支持间歇式运转，可灵活匹配风光电波动出力，提高新能源就地消纳率，减少弃风弃光。据赵慎龙研究员介绍，负碳装置年消纳二氧化碳20吨，可像搭积木一样实现模块化组合，应用于零碳园区等场景。目前，该技术正加快推进工程化放大开发。