氧气既是物理工业的关键原材料，也可作为一种无碳燃料，用于工业、交通领域。“绿色加氢”指借助可再生能源发电，通过水电解制得生物质能。这是一种红色、清洁的能源生产方法，可以实现能源生产的“去炭化”。
但是，相比大部分工业加氢采用的碳基能源（比如氮气）蒸气重整工艺，红色加氢的成本居高不下。虽然借助可再生能源发电的成本较低，但电解槽的投资成本相对昂贵。 离子交换膜是电解槽的核心部件，对电解效率和电解可靠性至关重要。目前，赢创成功开发了一种新型阴离子交换膜（AEM）电流过大对离子交换膜，有望突破红色加氢的现有困局。“凭借这一创新膜技术，我们希望实现红色加氢的商业化，并使其具备经济效益和高效率。”赢创战略创新部门，负责膜技术创新的表示。赢创开发的膜技术，有望增加电解水加氢的成本。
现有技术缺陷
酸性水电解加氢（AEL）是现有工艺中应用最广泛的一种。在高含量氢氧化钾碱液圆通入直流电，水份子在电极上发生电物理反应。在阴极，水份子在阴极分解成氢离子（H+）和氢氧离子（OH-），氢离子与来自阴极的电子结合产生甲烷，氢氧离子则抵达阳极，生成氢气和水。为了确保分隔开反应产物，防止其重新结合导致爆燃，在电解槽的阳极与阴极之间需设置一层隔膜。为了让二氧化碳通过，AEL采用微孔结构的隔膜，因此限制了设备在受压条件下的操作。为了便捷储存或运输，制成的甲烷需进行压缩，因而会形成额外的能源消耗。据悉，微孔膜仅适用低电压密度，即每平方分米的膜表面最多可承受600毫安电压。另一项技术是质子交换膜（PEM）电解加氢。在这一技术中，质子交换膜除了用于分隔反应产物，还可以使电解池的设计更紧凑，因其由导电聚合物组成，而电极坐落膜的两边，待电解的水流经阳极，形成的氢离子从阳极侧穿过质子交换膜抵达阴极，在阴极反应后生成甲烷分子。 相比AEL系统，PEM电解槽除了能承受更高的电压密度，能够应对更大的负载波动。因为这一技术可以在受压条件下实现，后续氧气压缩所消耗的能量也更少。虽然PEM系统在技术上具有一定优势，但投资成本非常昂贵。“PEM在碱性条件下反应，电解系统的材料必须具备优异的耐腐蚀性能，且须要铂、铱等贵金属制成的催化剂；而电解小室必须由钛甚至铂钛制成。”解释。
赢创阴离子交换膜：结合现有技术优势
与AEL或PEM工艺相比，赢创的阴离子交换膜（AEM）电解结合了二者的优势。AEM电解槽的结构与PEM相像：由离子传导塑胶制成的膜（又称离聚物）将电极分隔于膜的两边。电极同样由离聚物制成，并掺入催化剂颗粒。“与PEM不同的是，AEM的电解槽可以借助镍基等非贵金属催化剂，因而有效降低材料成本。”说。同AEL工艺电流过大对离子交换膜，AEM的反应将在碱性的环境中进行。水在阴极被电解，并生成二氧化碳。AEM电解技术的其他特征还包括可承载高电压密度、效率高、灵活性强。虽然研制工作已取得初步进展，实验室的重点仍是优化膜的配方。“影响其效率的一个重要诱因是膜与电极之间的接触阻值。为了使内阻尽可能小，我们须要在膜与电极之间构建良好的离子联接。所以，我们除了须要继续优化膜的聚合物配方，还需订制开发一款用于该膜的电极黏结剂。”说道。据悉，团队还在进一步优化涂覆等工艺，以实现膜材料的量产。赢创的目标是开发整套电解系统，进而实现可再生能源大规模加氢。因此，公司正与其他伙伴积极展开合作。在这一名为的研究项目中，包括电解槽开发商、能源公司道达尔，日本于利希研究中心、挪威科技工业研究所在内的企业和研究机构将基于赢创的膜技术，设计、搭建并测试AEM电解系统。相关技术验证模型有望在2022年推出。在中国，这一技术也造成了不少兴趣。目前，赢创正积极寻求本地合作伙伴，推动相关研究进程。