隨著國家雙碳戰略目標要求，具有高能量密度的氫能成為未來的發展方向。在眾多制氫方法中，基于可再生能源的電解水制氫是真正無碳的選擇。然而過高的能耗成本嚴重阻礙著電解水制氫的進一步發展。其突破口在于開發高性能、低成本、高穩定性的催化劑，從而降低電解過程的能耗以及對貴金屬的依賴。因此，中航久遠科技（北京）有限公司與重慶大學黨杰教授課題組簽署合作協議。根據協議，雙方將共同開發建立一套50標立方/小時的水電解制氫中試線。重慶大學黨杰教授課題組主要負責技術支持和制氫催化劑的研發，中航久遠科技（北京）有限公司主要負責中試線的建設。根據規劃，公司中試線預計于2022年9月建成運行。

氫氣因其高能量密度（142.351 MJ·kg-1）和在能量轉換、使用過程中無CO2排放，被認為是替代化石燃料的有效能源之一，為能源危機和環境污染的解決提供了極具潛力的應對措施。氫氣根據生產手段的不同分為“綠氫”、“藍氫”和“灰氫”。其中“灰氫”的產量占氫氣總產量的95%以上，是最主要的氫氣來源，它主要通過天然氣等化石燃料轉換得到，這一過程不僅難以獲得高純氫氣，還不可避免的會產生溫室氣體和污染物的排放，完全有悖于氫氣作為無污染新能源的本意。相比之下，電催化水分解制氫技術在處理效率、與可再生能源相容性和碳中和性方面都遠遠優于傳統的石油化工技術，但通過低碳和環保的電催化水分解制氫技術生產的“綠氫”僅占氫氣總產量的4%，在推廣和應用方面仍然面臨著難以解決的困境，主要原因是催化劑依賴貴金屬而且催化性能差導致電解效率低。因此研發高性能電解水制氫催化劑成為氫能領域的八大“卡脖子”技術之一。

電解水是指水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣，分別從電解槽陽極和陰極析出，現階段根據電解槽中電解質種類、工作狀態和電解槽隔膜材料可將電催化水分解體系分為堿性水電解體系（AE）、質子交換膜水電解體系（PEM）和固體氧化物水電解體系（SOEC）。整個電解水過程由兩個半反應組成，即在陰極上進行的水還原反應和在陽極上進行的水氧化反應，因伴隨著氫氣和氧氣的形成，它們也被稱為析氫反應（Hydrogen evolution reaction，HER）和析氧反應(Oxygen evolution reaction，OER)。提高電解水效率的核心是使用性能優異的電催化劑或電極來獲得低的過電位和高的電流密度。貴金屬及其氧化物（Pt、Pd、IrO2和 RuO2等）具有優異的電催化活性和穩定性，但它在實際生產的大電流應用下往往需要更大的負載量，這導致綠色氫氣的生產價格非常高，使得電解水制氫技術難以規?；瘧?，市場占有率低。因此，開發低成本、高活性且高穩定的水分解電催化劑是實現氫氣高效與可持續生產的核心。近年來，以鐵、鈷、鎳為代表的過渡金屬及其化合物憑借豐富的資源儲備和高HER/OER活性，逐漸成為研究的熱點。然而，這些材料普遍通過原位生長技術或粘結劑負載于載體或導電基體表面，這就導致這些材料在工業化大電流條件下極不穩定，限制了過渡金屬基催化劑在工業中的實際應用。更重要的是，已報道的催化劑制備方法普遍存在過程繁瑣、產量低、重復性差等問題，并不適合工業電極材料的生產應用。因此，尋找具有低成本、高催化性能、易于大規模制備的電催化劑，實現催化劑和電極的一體化制備，是降低工業化水電解成本和推動綠氫發展的關鍵環節。