NEDO与京都大学将在SPring-8-II建设全球首条氢能专用光束线BL34XU

日本新能源与产业技术综合开发机构（NEDO）和京都大学将于下一代大型同步辐射设施SPring-8-II建设一条专门用于氢能研究的光束线。NEDO于8月20日宣布了这一计划。

这条光束线正式名称为“氢能材料多模态测量光束线”，编号为BL34XU，将成为SPring-8-II建成后的首条新建专用光束线。NEDO称，BL34XU也是全球首条专门针对氢能领域的专用光束线。该项目属于NEDO推动扩大氢能利用、强化共性基础设施的研发计划。

BL34XU旨在研究燃料电池和水电解材料在实际运行状态下的性能，并能够在相同样品、相同条件下，同时采用多种先进测量方法进行分析。通过这种方式，研究人员可以直接观察燃料电池和电解槽等设备内部发生的现象，而无需将测试拆分到不同仪器上进行。

SPring-8-II是计划建设的下一代大型同步辐射设施，将取代位于日本兵库县的现有SPring-8。新设施属于第四代同步辐射装置，其光源亮度预计将达到现有SPring-8的约100倍，达到NEDO所称的全球最高水平。

该光束线将覆盖4.5至35 keV以及100 keV的能量范围，在同一个研究平台上实现从材料、设备到制造工艺的分析。在第一实验舱内，研究人员可以控制温度、气体环境和电势等条件，同时对燃料电池和水电解中使用的催化剂及聚合物电解质膜进行测量。

NEDO表示，过去需要使用多条光束线、耗时约一个月才能完成的测量，通过同步测量有望在约一天内完成，这意味着分析速度提高约30倍。该机构还计划将这条光束线与人工智能和数据科学相结合，以加快此前需要跨多个设施和仪器开展的研究工作。

第二实验舱和延伸实验舱则将配备催化剂墨水混合、涂布和干燥等制造工艺设备，同时支持大面积电池和商业规模组件的研究。通过同步使用小角X射线散射、超小角X射线散射、X射线CT以及层析成像技术，研究人员可以对从0.1纳米到100微米范围内的多层级结构进行可视化。

光束线计划于2027财年下半年开始建设，与SPring-8升级至SPring-8-II的停机期相衔接。此次升级停机期从2027财年下半年持续至2028财年。BL34XU计划于2029财年正式投入使用，而设备设计和采购工作已于2025财年启动。

该光束线将作为连接日本学术研究、国家级项目和产业应用的共同研究基地。汽车和能源相关企业也将作为产业顾问参与，以便将实际产业需求反映到设施的运行和功能设计中。

氢能是日本在绿色转型和能源安全政策中重点推进的战略领域之一。多年来，日本一直通过国家级项目以及大学主导的材料科学研究等方式，支持燃料电池和水电解技术研发。