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韩国研究人员开发水电解绿色制氢技术 可实现7.68A/cm2电密/工作时间超1000小时

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时间:1900/1/1 0:00:00

氢气作为一种潜在的清洁能源,有望成为化石燃料的替代品,近年来备受关注。研究人员一直在积极研发水电解技术,从水中提取氢气,生产绿色能源,避免排放温室气体。

Han

(来源:KIST)

质子交换膜水电解器(PEMWE)技术是少数发达国家采用的核心材料技术,它使用昂贵的贵金属基催化剂和全氟化碳基质膜。这种系统制造成本很高。为了解决传统技术的局限性,韩国的一个研究团队最近开发出了一项可用于新一代水电解系统的核心技术,不仅提高了耐用性和性能,还大大降低了绿色氢能源的生产成本。

据外媒报道,韩国科学技术院(KIST)宣布,氢和燃料电池研究中心的So Young Lee博士和汉阳大学能源工程系的Young Moo Lee教授等人开始了联合研究项目。开发了一种用于阴离子交换膜水电解槽的膜电极组件(MEA ),有望取代昂贵的现有PEMWE技术。

AEMWE使用阴离子交换膜和电极粘合剂,不依赖昂贵的铂族金属电极,用铁代替钛代替水电解槽中的隔膜材料。仅对比催化剂和隔板材料价格,制造成本比现有PEMWE低3000倍左右。但与PEMWE相比,其性能较低,连续运行时间不到100h,因此一直没有商业化。

通过增加结构中的比表面积,研究团队开发了在碱性条件下具有高离子电导率和耐久性的聚芴基-羰基-芳基哌啶(PFAP)基阴离子交换材料(电解质膜和电极粘合剂),并在此基础上开发了膜电极组件。所开发的材料表现出超过1000小时的优异耐久性,并实现了7.68A/cm2的新性能记录。这大约是现有阴离子交换材料性能的6倍,是昂贵的商业PEMWE技术(6A/cm2)性能的1.2倍。

该技术克服了目前AEMWE技术中核心材料的性能和耐久性问题,将技术质量提高到可以替代PEMWE技术的水平。除了优异的性能和耐久性,随着大容量、大面积应用的发展,开发的阴离子交换膜材料也将逐渐走向商业化。

研究人员表示,该团队开发了一种材料和高效的技术,突破了现有水电解技术的限制。预计该技术将为引入下一代水电解技术奠定基础,并明显降低绿色制氢的成本。作为核心材料,所开发的材料具有很高的应用潜力,不仅可用于电解水,还可用于新一代氢工业中的氢燃料电池、碳捕集利用和直接氨燃料电池。氢气作为一种潜在的清洁能源,有望成为化石燃料的替代品,近年来备受关注。研究人员一直在积极研发水电解技术,从水中提取氢气,生产绿色能源,避免排放温室气体。

Han

(来源:KIST)

质子交换膜水电解器(PEMWE)技术是少数发达国家采用的核心材料技术,它使用昂贵的贵金属基催化剂和全氟化碳基质膜。这种系统制造成本很高。为了解决传统技术的局限性,韩国的一个研究团队最近开发出了一项可用于新一代水电解系统的核心技术,不仅提高了耐用性和性能,还大大降低了绿色氢能源的生产成本。

据外媒报道,韩国科学技术院(KIST)宣布,氢和燃料电池研究中心的So Young Lee博士和汉阳大学能源工程系的Young Moo Lee教授以及o……ers开始了联合研究项目。开发了一种用于阴离子交换膜水电解槽的膜电极组件(MEA ),有望取代昂贵的现有PEMWE技术。

AEMWE使用阴离子交换膜和电极粘合剂,不依赖昂贵的铂族金属电极,用铁代替钛代替水电解槽中的隔膜材料。仅对比催化剂和隔板材料价格,制造成本比现有PEMWE低3000倍左右。但与PEMWE相比,其性能较低,连续运行时间不到100h,因此一直没有商业化。

通过增加结构中的比表面积,研究团队开发了在碱性条件下具有高离子电导率和耐久性的聚芴基-羰基-芳基哌啶(PFAP)基阴离子交换材料(电解质膜和电极粘合剂),并在此基础上开发了膜电极组件。所开发的材料表现出超过1000小时的优异耐久性,并实现了7.68A/cm2的新性能记录。这大约是现有阴离子交换材料性能的6倍,是昂贵的商业PEMWE技术(6A/cm2)性能的1.2倍。

该技术克服了目前AEMWE技术中核心材料的性能和耐久性问题,将技术质量提高到可以替代PEMWE技术的水平。除了优异的性能和耐久性,随着大容量、大面积应用的发展,开发的阴离子交换膜材料也将逐渐走向商业化。

研究人员表示,该团队开发了一种材料和高效的技术,突破了现有水电解技术的限制。预计该技术将为引入下一代水电解技术奠定基础,并明显降低绿色制氢的成本。作为核心材料,所开发的材料具有很高的应用潜力,不仅可用于电解水,还可用于新一代氢工业中的氢燃料电池、碳捕集利用和直接氨燃料电池。

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