9月30日消息，arXiv预印本（编号2610.03782，cond-mat.soft分类）发布毛细馈电（capillary-fed）电解水制氢研究，建立了隔膜孔径与气泡运行阈值的定量关系。

电解水在工业级电流密度下的核心痛点是电极表面气泡：气泡覆盖活性位点、增加欧姆电阻，带来显著过电位损失。毛细馈电电解槽通过毛细作用将电解液输送到电极、气体从背面排出，大幅缓解气泡问题，但此前仅能在低于某阈值电流密度下工作。

本研究发现该阈值由隔膜孔径通过两种相反效应共同决定：孔径越小，气泡成核所需过饱和度越高（有利），但电解液补充渗透率越低（不利）。作者构建了耦合电化学-传输模型，以单一实验起泡点为锚定，量化了0.1-8 μm孔径范围内两种机制的竞争。

实验验证：孔径从8 μm降至1.2 μm，气泡起泡阈值电流密度从0.18提升至1.73 A/cm²（近10倍），并在1 A/cm²下将电池电压降低0.11 V（主要来自气泡过电位的抑制）；但孔径进一步降至0.45 μm及以下时，电解液补充限制反超，性能回落。

该结果为绿色氢能电解槽的隔膜设计给出了明确的量化窗口（约1 μm量级），对降低工业电解制氢的度电氢耗与槽压具有直接工程价值；毛细馈电构型由此前的低电流密度装置向工业级电流密度（>1 A/cm²）迈进扫清了关键障碍。 （来源：arXiv）