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一种用于氢电解的电池材料,每平方厘米只需0.2毫克的铱

 AIpatent 2024-04-19 发布于上海



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摘   要:Smoltek Hydrogen公司开发的PEM电解池阳极材料,在极端腐蚀环境中连续运行1000小时后,纳米结构完好无损,电流密度为2 A/cm2,且铱的用量仅为传统材料的十分之一。

关键词:PEM电解、阳极材料、纳米结构、金属铱、镀铂

Smoltek纳米技术控股宣布,集团公司Smoltek Hydrogen已成功完成了该公司新开发的PEM电解池材料的长期测试。在持续运行1000小时,2 A/cm2下,公司只使用了每平方厘米0.2毫克的铱,而且电池中的纳米结构没有发生任何退化。

该材料由受腐蚀保护的碳纳米结构组成,形成电解池的层之一。该技术旨在显著减少用作产生氢的催化剂的铱量。

我们现在证明了我们的技术使用镀铂的碳纳米纤维,在PEM电解槽的阳极电极中创建了一个稳定的结构。我们的竞争分析表明,我们是唯一一个拥有阳极侧电极解决方案的公司,这种解决方案耐用且可以为铱催化剂创造大表面积。这对公司和我们与合作伙伴的对话来说是一个重要的里程碑。

——Ellinor Ehrnberg,Smoltek Hydrogen总裁

全电池性能测量显示,我们的性能与传统解决方案相当,而铱用量仅有十分之一。在测试的前10小时内,电压从2.1升至2.5伏特,然后只稍微增加。对于实验室环境而言,这种过程并不是异常的。这是我们将在下一步与客户合作进行优化的内容,例如通过使用不同类型的铱,也许还有钌。

——Fabian Wenger,Smoltek Hydrogen开发负责人

Smoltek Hydrogen的阳极电极,在极端腐蚀环境中连续运行1000小时后,纳米结构完好无损,电流密度为2 A/cm2。

在短时间内,Smoltek Hydrogen通过在电解池中使用纳米纤维作为催化剂的结构,已经在很大程度上减少了阳极侧电极中铱的用量。

在2023年春季,该公司证明了新开发的材料技术,通过使用受腐蚀保护的纳米纤维,可以将铱的用量与传统材料相比减少80%(0.5毫克铱/cm2与2.5毫克铱/cm2相比)。这是使用电池材料的早期原型进行的初步长期测试。

Smoltek Hydrogen旨在将电解池中的铱量减少到0.1毫克/cm2。这是一个符合氢行业目标的雄心勃勃的计划,即能够实现用于大规模生产无化石燃料氢的电解槽的大规模扩产。铱是一种非常昂贵且供应有限的关键贵金属。目前,它的成本约为每公斤170万瑞典克朗(156美元),预计到2030年将增至每公斤800万瑞典克朗。

Smoltek Hydrogen正在开发一种用于PEM电解池的阳极多孔传输层(PTL)的垂直纳米纤维基材料。该材料由烧结多孔钛层、纳米纤维、复合型铂腐蚀保护和铱催化剂(铱的薄纳米粒子层)组成。

该材料是电解池中的一层。在制造电解槽时,大量的电解池被组装成电堆,是电解过程和产生氢的地方,是电解槽的主要元件。


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