利用可再生能源(如风能、太阳能等)转化为电能驱动水分解制氢是一种零排放、可靠的工业应用技术。水电解技术主要包括碱性水电解、质子交换膜电解和基于固体氧化物电解池的水电解，其中碱性水电解(AWE)是目前最经济的方法。然而，与传统的化石燃料制氢技术相比，目前的AWE技术仍然面临成本较高的问题。为了降低AWE制氢的成本，开发一种高性能、低成本的膜被认为是最有效的策略之一，但是其仍具有挑战性。

近日，清华大学王海辉和丁力等报道了一种多孔骨架支撑复合膜(SSCM)，该复合膜由聚砜(PSU)、氧化锆纳米颗粒(ZrO₂)和聚丙烯(PP)网格耦合而成，并采用浇铸和相转化策略实现高效碱性水电解。

具体而言，PSU不仅具有良好的成膜能力，而且相转化后具有丰富的多孔结构，使得复合膜具有较低的面电阻，而ZrO₂纳米粒子的加入可以提高复合膜的亲水性；嵌入式PP网格可以大大提高复合膜的力学性能。

因此，所制备的SSCM具有超高的泡点压力(≈27 bar)、超低的面电阻(≈0.15 Ω cm²)、良好的亲水性(接触角≈54°)和优异的力学性能(拉伸应力≈14 MPa)。采用SSCM进行深度碱性水电解，自制电解装置的电解效果明显优于采用商业PPS膜的电解槽：在约2 V的电压下，基于SSCM的电解槽(80 °C，30 wt% KOH溶液)可以达到1.9 A cm⁻²的电流密度，并且SSCM具有良好的耐碱性，可连续稳定运行1600小时以上。

重要的是，该电解槽产生的H₂纯度高达99.996%，O₂纯度高达99.97%，是目前报道的碱性水电解膜中纯度最高的。综上，该项工作证明了SSCM的实际应用潜力，也为制备高性能、高稳定性、高气体纯度的先进碱性水电解膜提供了指导。

A Porous Skeleton-Supported Organic/Inorganic Composite Membrane for High-Efficiency Alkaline Water Electrolysis. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309871