西班牙瓦倫西亞大學(xué)（Universitat Jaume I，UJI）先進材料研究所（IUAM）下屬的電催化與能源研究組（ECATEN）和雜化催化材料研究組（HyCaM）聯(lián)合提出一種可持續(xù)催化材料制備新方法，用于工業(yè)氧化過程——該技術(shù)以水為介質(zhì)，在常壓常溫下完成過渡金屬催化劑的負載與活化，已通過實驗室級驗證及100 cm2原型器件測試，對多種有機物及生物質(zhì)衍生物氧化反應(yīng)實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，且材料經(jīng)連續(xù)多周期運行后活性衰減低于5%。

該工藝核心在于對導(dǎo)電載體（如碳紙、鈦網(wǎng)或氮摻雜石墨烯）進行原位表面功能化修飾，通過調(diào)控金屬-載體界面電子結(jié)構(gòu)，顯著提升過渡金屬（如鈷、鎳、鐵基復(fù)合氧化物）的本征催化活性與抗燒結(jié)能力。實驗數(shù)據(jù)顯示，在乙醇、糠醛、木質(zhì)素模型物的電化學(xué)氧化中，電流效率達92.3%–96.7%，單位質(zhì)量催化劑產(chǎn)氫速率較商用Pt/C提高1.8倍；在模擬工業(yè)氣流條件下（含硫、氯雜質(zhì)），連續(xù)運行200小時后仍保持初始活性的94.1%。所有合成步驟均在水相中完成，無需NMP、DMF等高沸點有毒溶劑，不產(chǎn)生含氯廢氣或重金屬廢液。

與傳統(tǒng)貴金屬催化體系相比，該技術(shù)采用豐度高、地緣風(fēng)險低的過渡金屬作為活性中心，原料成本僅為鉑基催化劑的1/12–1/15；其水相工藝路線縮短了3道高溫煅燒與酸洗工序，設(shè)備投資降低約40%，單批次制備周期壓縮至6–8小時。值得注意的是，該催化劑在堿性介質(zhì)（pH 13–14）中表現(xiàn)Zui優(yōu)，適配當(dāng)前主流堿性電解槽（AEL）及陰離子交換膜電解系統(tǒng)（AEMEL），但尚未通過PEM電解槽強酸環(huán)境（pH < 1）下的千小時耐久性驗證。目前樣品已交付合作方IDELAB工程公司開展模塊化電極集成測試，目標適配200 kW級綠氫示范裝置。

該成果直接服務(wù)于西班牙項目H2Value（編號PLEC2023-010376），由西班牙工業(yè)技術(shù)發(fā)展中心（CDTI）與國家科研署（AEI）聯(lián)合資助，聚焦“生物質(zhì)耦合綠氫聯(lián)產(chǎn)高值分子”技術(shù)路徑。除UJI外，項目協(xié)作方包括四家本土工程企業(yè)（IDELAB、Lemar-Leben、Dismuntel、Indetec）及兩家研究機構(gòu)（INAM、）。西班牙正加速推進氫能戰(zhàn)略，計劃2030年前建成4 GW電解制氫產(chǎn)能，其中30%以上需依賴非貴金屬催化體系降本——而當(dāng)前歐盟市場堿性電解槽催化劑中，鉑族金屬占比仍超65%，國產(chǎn)替代窗口已實質(zhì)性打開。

對中國采購與運維工程師而言，該技術(shù)釋放三個關(guān)鍵信號：一是水相法工藝對現(xiàn)有涂布產(chǎn)線兼容性高，無需新增高溫爐或溶劑回收系統(tǒng)，國內(nèi)碳紙/鈦網(wǎng)供應(yīng)商（如江蘇天鳥、寶雞鈦業(yè)）可快速切入載體配套；二是催化劑對堿性工況的強適配性，意味著其更易集成進已量產(chǎn)的國產(chǎn)堿性電解槽（如中電豐業(yè)、競立電氣型號），但需重點驗證其與國產(chǎn)隔膜（如東岳DF260）的長期界面穩(wěn)定性；三是專利已進入西班牙國家階段（申請?zhí)栁垂_），尚未提交PCT或中國專利，短期內(nèi)存在技術(shù)引進或聯(lián)合開發(fā)窗口期，但須注意其原型器件尺寸（100 cm2）距工業(yè)級標準單電池（≥2000 cm2）仍有放大挑戰(zhàn)，熱管理與邊緣電流分布均勻性尚待中試驗證。

產(chǎn)業(yè)化落地的核心瓶頸不在材料性能，而在規(guī)模化制備一致性——實驗室中100 cm2器件的涂層厚度偏差控制在±3.2 nm，而工業(yè)級2000 cm2電極要求偏差≤±8 nm；同時，水相體系對水質(zhì)電導(dǎo)率（需<1 μS/cm）、金屬離子殘留（Fe、Ni < 0.1 ppb）提出嚴苛要求，這對國產(chǎn)超純水系統(tǒng)與潔凈車間管控構(gòu)成實際考驗。