脉冲电解水制氢：原理、技术现状及未来趋势
赵鹏翔1，王丽杰2，冯少广2，张学伟1，朱鸿飞2，孙坤元2，于洋1，孙苗婷1，孟晓晓1，高继慧1，赵广播1，周伟1（1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院；2. 中国大唐集团科技创新有限公司）
摘要：氢能作为碳中和目标下的关键清洁能源载体，其高效制备技术亟待突破。本文聚焦脉冲电解水制氢技术，系统阐述其通过周期性调控电流/电压降低扩散层厚度，加速气泡脱离，提升电极稳定性的机理，揭示脉冲抑制气泡屏蔽效应，高频脉冲缩短离子弛豫时间的优化机制。文中总结了脉冲参数（波形、频率、占空比等）对制氢特性的影响规律，对比了感应脉冲、电压/电流脉冲及波动功率电解技术的应用潜力，强调其在适配风光波动性电源（宽功率调节、抑制电压闪变）中的优势。脉冲电解虽展现高能效与强鲁棒性，但仍面临电极抗冲击性不足、多参数耦合机制不明等瓶颈。未来需融合智能算法优化动态调控，发展风光储氢一体化系统，推动高频谐振与低纹波滤波技术应用，加速绿氢规模化生产。本文为脉冲电解技术的研发及其潜在工程化应用提供了理论支撑。
关键词：脉冲电解；电解水制氢；能效优化；风光波动性；参数调控
目录介绍
1 引言
2 脉冲电解水制氢原理
2.1 电解水制氢技术简介
2.1.1 碱性电解水制氢（ALK）
2.1.2 质子交换膜电解水制氢（PEM）
2.1.3 阴离子交换膜电解水制氢（AEM）
2.1.4 固体氧化物电解水制氢（SOEC）
2.2 脉冲电解制氢性能提升机制分析
2.2.1 抑制双电层及扩散层形成
2.2.2 加速电极表面气泡脱离
2.2.3 电极材料稳定性改善
2.2.4 热管理优化
3 脉冲参数对脉冲电解的影响
3.1 脉冲波形的影响
3.2 脉冲周期、频率和占空比的影响
3.3 脉冲电位的影响
4 脉冲电解水制氢技术的分类
4.1 感应脉冲电解水制氢
4.2 电压脉冲电解水制氢
4.3 电流脉冲电解水制氢
4.4 功率波动电解水制氢
5 适应风光波动性的宽功率电解水制氢技术
5.1 风光电源波动性影响
5.2 波动风电制氢技术
5.2.1 并网型风电制氢
5.2.2 离网型风电制氢
5.3 波动光伏制氢技术
5.4 风光互补发电制氢技术
6 结论与展望
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