2019年8月15日，美国能源部（DOE）宣布在“H₂@Scale”计划框架下资助4000万美元氢能技术研发^[1]，旨在通过技术的早期应用研发来推进氢能和燃料电池技术突破，涉及氢气生产、基础设施建设（氢气储存和输运）以及燃料电池，实现经济、安全可靠的大规模氢气生产、运输、存储和利用。本次资助着重关注6个主题。

　　1、新型储氢载体材料开发

　　开发高吸附容量的沸石型咪唑框架氢气吸附材料；开发包含呋喃和吡咯镁基硼烷可逆储氢材料；开发具备氢气释放功能的可重复使用的新型催化剂；开发新型可逆的氨基化合物液态储氢材料。

　　2、避免氢腐蚀新材料开发

　　开发自修复的共聚物用于氢气输送软管以减轻氢腐蚀，延长软管寿命；通过微结构工程和加速试验方法来开发低成本高性能的氢气存储和输运材料；开发新型的疲劳试验系统，降低不锈钢储氢罐疲劳裂纹测试成本；合金储氢材料的氢脆腐蚀分析研究；调控不锈钢中碳化物成分增强其抗氢脆性能；通过组分调控开发下一代低成本高抗氢脆特性的奥氏体不锈钢。

　　3、新型水解产氢材料开发

　　面向碱性燃料电池应用的阴离子交换膜设计和制备；新型涂层材料改善固体氧化物电解槽的化学稳定性；开发高氢气通量的薄膜固体氧化物电解槽；用于水裂解产氢电解槽的质子交换膜性能和耐久性研究；开发用于光电化学电池的钙钛矿/钙钛矿串联的光电极；开发复合催化剂材料构建Z-scheme催化体系并进行性能评估；新型高熵钙钛矿氧化物提升热解产氢稳定性；针对低温热解产氢，探索和开发新材料；开发能够催化裂解污水产氢的非贵金属催化剂；开发多功能的氧电极用于长寿命的电解水制氢；采用3D/2D复合的疏水性钙钛矿催化剂实现高效的太阳光驱动电解水制氢。

　　4、生物质制氢联产副产品

　　开发高效的微藻电化学反应器利用木质纤维素产氢；开发二氯盐催化剂用于甲烷制氢；使用甲烷脱碳纳米纤维与氢气反应来制备高耐久性的混泥土。

　　5、可逆燃料电池开发和验证

　　开发可逆的固体氧化物燃料电池系统；针对质子交换膜燃料电池，开发新型的堆栈方法获得高能量效率。

　　6、H2@Scale试点项目

　　示范一个与核电反应堆相连接的电解槽，利用高温进行热解水产氢；在德克萨斯州建立一个集成氢气生产、存储、运输和使用的试点场址。

　　（郭楷模 刘文浩）