实验室到工业：新型催化剂助力氢能技术跨越式发展

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实验室到工业：新型催化剂助力氢能技术跨越式发展

来源：搜科网 | 发表于：08-07

搜科获悉，近日南开大学电子信息与光学工程学院的罗景山教授领导的科研团队与西班牙巴斯克大学的科学家们携手，在电催化水分解制氢技术领域实现了突破性进展。这一成果标志着碱性条件下的高活性析氢催化剂的诞生，该催化剂在高达每平方厘米5安培的大电流密度下，展现出超过1000小时的稳定性能，为阴离子交换膜电解水制氢技术的商业化铺平了道路。此项研究成果已在国际知名学术期刊《自然·通讯》上发表。

氢能，以其低碳和高效率的特点，在全球能源结构转型和应对全球气候变化中发挥着越来越重要的作用。在制氢方法的多样化中，绿氢——通过可再生能源电解水制取，且在生产过程中零温室气体排放——被认为是达成碳中和目标的关键途径。

目前，碱性电解水（ALK）与质子交换膜电解水（PEM）技术在市场上占主导地位。然而，阴离子交换膜（AEM）制氢技术以其结合了ALK和PEM的优势，展现出成为第三代电解水制氢技术的潜力。AEM技术以其高效率、低成本和快速响应的特点受到关注，但此前在大电流密度下稳定性的不足制约了其在产业化方面的应用。因此，开发能在大电流密度下长期稳定运行的碱性析氢催化剂，成为了AEM技术发展的关键。

罗景山教授指出，尽管目前电解水过程中普遍使用的铂基催化剂性能优异，但其高昂的成本限制了更广泛的应用。而钌，作为一种成本较低且具有高催化活性和出色耐久性的贵金属，被视为铂的优选替代材料。罗教授的团队专注于开发在大电流密度下仍能维持高性能的电催化剂，以满足工业规模应用的需求。

该团队的研究发现，通过氮化钛作为载体，钌纳米颗粒展现出了与载体之间的强相互作用，这种相互作用优化了钌纳米颗粒的电子结构，增强了氢中间体的吸附能力，从而提升了催化活性。赵佳博士，作为论文的第一作者，分享了使用该催化剂组装的AEM电解槽在不同电流密度下实现的高能量效率，并强调了其在工业级电流密度下的稳定性能。

罗景山教授总结道，这项研究成果在工业级电流密度下证明了其在AEM电解槽中的高效稳定性，为AEM制氢技术的商业化应用提供了坚实的基础。这一进展无疑将为仪器资讯领域以及整个实验室仪器行业带来深远的影响。

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