4、在研究初期阶段，研究人员在电解槽的装配上摸索了很长时间，由于碱性膜本身机械强度比较低，配合泡沫镍电极进行装配的过程中，容易出现泡沫镍电极穿透膜造成短路的问题；为解决该问题，他们在尝试不同厚度的膜后，发现目前厚度低于 50 微米，无增强层的碱性膜相对来说应用比较困难。于是，研究人员通过不同厚度的密封垫片，来实现最优化的泡沫镍电极压缩率。通过采用不同的装配工艺和优化的组装力，最终在发挥出电极性能的同时，又能让电解槽的欧姆损失大大降低。
5、该问题被解决后，另一个技术难题随之而来。在多孔自支撑电极的制备方面，由于电极表面的反应，特别是在大电流下的反应，常伴随着大量气体的生成，这对于催化活性位点的稳固性是比较大的考验；为增强多孔自支撑电极的稳定性，研究人员做了一些不同的尝试。邵宗平举例说道：“比如添加聚四氟乙烯粘结剂，以及在电极表面构建一层离子交换树脂网络，来实现稳固催化剂的效果。”
6、最终，相关论文以《基于钙钛矿的电催化剂在阴离子交换膜电解槽中实现经济高效的超高电流密度水分解》（Perovskite-Based Electrocatalysts for Cost-Effective Ultrahigh-Current-Density Water Splitting in Anion Exchange Membrane Electrolyzer Cell）为题，发表在 Small Methods[1]。科廷大学博士研究生唐嘉仪、博士后许晓敏为论文共同第一作者，邵宗平教授为论文通讯作者
在基础研究和工业应用同步推进
7、该研究证明钙钛矿在 AEM 中具有应用前景。邵宗平表示，“这是关键性的第一步。但是目前我们采用的喷涂的方式，来制备泡沫镍自支撑电极还不是最优化的方式。”
1）具体来说，由于通过喷涂的形式，无法实现催化剂颗粒紧密结合在泡沫镍载体上，而泡沫镍载体实质上提供了连续且有效的电子传导网络，其与催化剂颗粒的紧密复合对于电极反应更加有利。因此，他们计划通过优化泡沫镍自支撑电极的制备工艺，进一步提升钙钛矿基电极结构的稳定性。
2）成本与技术的规模应用息息相关。邵宗平指出，对于规模化的电解制氢而言，成本主要来自于材料成本和运营成本两个方面。目前对于 AEMEC 来说，膜的商业化尚未成熟，这决定了材料成本仍然占据总成本相当大的比重。区别于酸性条件下运行的 PEMEC，其碱性的操作环境为电极材料提供了更多的选择空间，这为催化剂材料降低成本创造了前提条件。
3）从目前的研究来看，能够在碱性条件达到优异的析氧反应、析氢反应催化性能的非贵金属材料很多。但最终哪种低成本、易放大的催化剂能够得以商业化应用还有待验证。钙钛矿材料因简单的制备工艺、元素组成丰富、双功能性，成为非常有潜力的电极材料之一。
4）从产业化角度来看，目前工业界对于传统碱性电解水的技术革新需求迫切，主要原因是传统碱性电解水技术受到电效率低、产氢速率慢等技术壁垒的制约。邵宗平认为，阴离子交换膜电解槽技术由于效率高、产氢快、制氢纯度高等优势，是目前产业化的重点趋势。
8）对于依赖贵金属催化剂的 PEMEC 技术而言，规模化主要受到贵金属储量和成本的制约，而碱性膜电解槽技术为来源广泛、成本低廉的非贵金属催化剂，包括钙钛矿材料的应用带来曙光；但是也须看到的现状是，目前碱性膜还未正式量产，其机械强度和化学稳定性是否可以支持实际应用还有待验证。据介绍目前邵宗平课题组已与几家世界 500 强企业在直接海水电解制氢方面进行合作。“基于钙钛矿催化剂及 AEM 的电解水技术，在海水电解制氢方面具有很好的应用前景，我们将在基础研究和工业应用同步推进。”邵宗平表示。
9）邵宗平目前担任科廷大学 John Curtin 杰出教授。他博士期间在中国科学院大连化学物理研究所从事钙钛矿透氧膜的研究，2000 年博士毕业后，对新能源产生了浓厚的兴趣，分别在法国里昂催化研究所以及美国加州理工学院从事博士后研究，曾任南京工业大学能源学院院长及特聘教授。
8、自科廷大学独立成立课题组以来，研究方向转向新能源，目前研究方向包括燃料电池、太阳能、氢能及储能电池。材料方面主要聚焦于氧化物研究，特别是钙钛矿材料。目前，该团队在燃料电池、氢能和太阳能电池等方向已在 Nature 等顶刊发表或将发表[2-4]。
新能源是世界实现可持续发展的最终选择，因此，该方向成为近 10 多年来学术界的热门方向之一。邵宗平表示，“我们的研究顺应了时代的发展需要。根据我在课题选择上的经验，需要在原来的知识基础上进行认知的拓展，特别要注意多学科的融合，但是一定要结合自己的知识结构。比如我的研究经历从传统多相催化向电催化的转变，应用方向也从传统化工转向新能源，但是材料组成还是原来熟悉的钙钛矿”；基于过去 20 多年基础研究的累积，目前邵宗平团队正致力于将技术从实验室向实际应用发展；为此仍需解决的几个关键问题是：实验的放大效应、经济性及一致性。“我们的终极目标是让实验室的发现及技术能真正走向市场，造福全人类。我们相信，氢能最终能在全世界的能源结构中占据重要的位置。”邵宗平最后说道。
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