质子交换膜水电解作为一种有前景的绿色氢气生产和可再生能源存储技术吸引了全世界的关注，但工业规模运营中的安全考虑却在很大程度上被忽视。

近日，华北电力大学Jianguo Liu，Aidong Tan报道了 100 kW 和 2 kW 质子交换膜水电解堆中的局部爆燃。流道阻塞引起的缺水被确定为事故的原因。

文章要点

1）该事件在单个电解槽中重现，并现场捕获并研究了膜电极组件爆燃过程。

2）物理化学分析和模拟表明，缺水使膜电导率降低100倍，产生大量焦耳热，使膜电极组件温度升高到150 ℃以上，使膜软化并在热机械应力下导致穿孔，随后发生H2-O2混合和爆燃。

3）研究人员制定了安全预防措施，包括材料和部件设计以及监控策略，以及能够对 5 kW 压差烟囱中的爆燃进行早期预警的方法。

这项工作提出了对爆燃机制的基本理解和质子交换膜水电解技术安全工业规模化的实用指南。

参考文献

Tan, A., Song, J., Qiu, X. et al. Catastrophic localized deflagration formation mechanisms and safety precautions in proton exchange membrane water electrolyzer. Nat Commun 16, 9115 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-64162-y

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64162-y