NEDO与京都大学将在SPring-8-II建设全球首条氢能专用光束线

示意图展示了SPring-8-II新建BL34XU光束线的概念设计。注：新闻稿原图中的日文由本编辑团队翻译为英文。图片来源：NEDO

NEDO与京都大学将在SPring-8-II建设BL34XU，这是全球首条专门面向氢能研究的光束线

该光束线可在相同条件下，对运行状态下的燃料电池和水电解材料进行同步分析

计划于2027财年下半年启动建设，并于2029财年投入使用

日本新能源产业技术综合开发机构（New Energy and Industrial Technology Development Organization，NEDO）与京都大学将在下一代同步辐射设施SPring-8-II建设一条专门用于氢能研究的光束线。NEDO于8月20日公布了这一消息。

该光束线正式名称为“氢能材料多模态测量光束线”（Hydrogen Energy Material Multimodal Measurement Beamline），编号为BL34XU，将成为SPring-8-II首条新建的专用光束线。NEDO表示，BL34XU是全球首条专门针对氢能领域建设的专用光束线。该项目属于NEDO为扩大氢能利用而实施的共性基础设施强化研发计划的一部分。

该光束线旨在对燃料电池和水电解材料在实际运行状态下开展研究，并能够在同一样品、相同实验条件下，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测燃料电池、电解槽等装置内部发生的各种现象，而无需将实验拆分到不同仪器或不同测试平台上分别进行。

SPring-8-II是位于日本兵库县的大型同步辐射设施SPring-8的下一代升级设施。新设施属于第四代同步辐射装置，其亮度预计将达到现有SPring-8的约100倍，并达到NEDO所称的“全球最高亮度”水平。

BL34XU光束线将覆盖4.5～35 keV以及100 keV的能量范围，从而能够在同一研究平台上贯通材料、器件及制造工艺等不同尺度和环节的分析。

在第一实验站中，研究人员可以控制温度、气体环境和电位等条件，并对燃料电池及水电解装置中使用的催化剂和聚合物电解质膜开展同步测量。

NEDO表示，以往需要使用多条光束线并耗时约1个月完成的测量，通过多种测量方法同步实施，有望缩短至约1天，相当于将分析效率提高约30倍。NEDO还表示，该光束线将与人工智能（AI）和数据科学技术相结合，以加速过去需要依赖多个设施和多种仪器共同完成的研究工作。

在第二实验站和扩展实验站中，实验系统将能够容纳催化剂墨水混合、涂布和干燥等制造工艺设备，同时支持大面积电池以及商业规模组件的研究。

通过同步使用小角X射线散射（SAXS）、超小角X射线散射（USAXS）、X射线计算机断层扫描（X-ray CT）以及层析成像（laminography）等技术，研究人员可以对尺度范围从0.1纳米到100微米的多层级结构进行可视化表征。

根据计划，光束线建设将于2027财年下半年启动，与SPring-8升级至SPring-8-II期间的停机改造时间保持一致。此次升级停机预计从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，而相关设备的设计和采购工作已于2025财年开始。

该光束线旨在建设成为连接日本基础学术研究、国家级科研项目和产业应用的共性研究平台。目前，汽车及能源相关企业也以产业顾问身份参与项目，以便将实际工程运行中的需求反映到光束线设计和建设之中。

氢能是日本近年来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，日本还持续支持燃料电池和水电解技术研究，包括通过国家科研项目和大学主导的材料科学研究计划推动相关技术发展。

翻译人：沈亚皓

来源：https://fuelcellsworks.com/2026/08/26/electrolyzer/nedo-kyoto-university-build-world-s-first-hydrogen-beamline-at-spring-8-ii