镍基催化剂推动碱性膜电解槽高效产氢

来自 实验室仪器网

近期，能源公司的研究人员开发出了一种高效的碱性膜电解器，其性能可与广泛使用的PEM电解器相媲美。这一成果意义重大，因为它用价格实惠的镍化合物代替昂贵而稀有的铱作为阳极催化剂。该研究结果发表在《自然催化》杂志上。

利用原位数据对催化活性进行了详细分析，而来自美国和新加坡的合作者则提供了一致的分子描述。随后，对在弗莱堡使用新型涂层技术开发的原型电池进行了功能测试。

氢气有望在未来能源系统中发挥关键作用，可用作燃料、储能介质和化学工业的重要原料。当通过太阳能或风能的水电解生产氢气时，氢气的生产几乎对气候无害。

目前，扩大绿色氢气生产规模的努力主要依赖于传统的液态碱性电解和质子传导膜电解 (PEM)。然而，碱性交换膜 (AEM) 电解器结合了两种方法的优点，并且不需要铱等稀有金属，因此提供了一种有前途的替代方案。

来自柏林工业大学、HZB、弗莱堡大学微系统工程系和西门子能源的研究团队展示了第一台能够像 PEM 电解器一样高效地生产氢气的 AEM 电解器。他们开发了一种技术，将镍双氢氧化物与铁、钴或锰直接涂覆到碱性离子交换膜上，从而提供了一种低成本的铱替代品。

研究人员在柏林X射线源 BESSY II（具体为 LiXEdrom终端站）进行了原位测量，当时电池正在电解。理论团队协助解读了实验数据。

这项研究大大增强了人们对新型镍基电极材料催化机制的理解。此外，新开发的膜电极涂层技术具有良好的可扩展性。第一个完全可操作的实验室电池已经在 IMTEK 进行了测试。这项工作表明 AEM 水电解器可以实现高效率，为进一步的工业评估奠定了基础。

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