以材料科技创新突破PEM电解槽膜电极成本难题

规模化电解制氢示范已有两年，现有电解设备难以耦合绿电的缺陷开始陆续显现，绿氢新共识逐步形成。预计 2023 年下半年，国内外市场将批量化出现绿氢示范项目，电解制氢设备的关键突破点从“大标方”向“耦合绿电”发展。

PEM电解槽电流密度高、可耦合绿电的特点受到重视。但仍面临着：
1）贵金属催化剂导致成本偏高；
2）制成工艺连续化受限；
3）寿命有待验证等问题，导致其难以大规模推广，其中成本问题最受关注。

PEM电解槽主要由膜电极和双极板构成。
作为电化学反应发生的场所，膜电极被称为电解槽的“心脏”，是直接决定PEM电解槽性能与成本的核心部件。PEM电解槽的三大问题与膜电极发展水平直接相关，突破膜电极产业化成为解决PEM电解槽推广问题的关键。2022年开始，PEM电解槽膜电极热度提升明显，但由于规模不足、贵金属载量高、均一性差等问题，产业化难题仍未突破。

参考燃料电池膜电极发展历程，率先实现降低贵金属载量、解决浆料涂布均一性、降低膜电极衰减的企业将有望领跑PEM电解槽膜电极市场竞争。

电解槽的核心组件包含隔膜、电极、极板等。其中，电极是电化学反应发生的场所，也是决定电解槽制氢效率的关键。

基于催化剂材料微观结构改进和工艺创新，大幅降低催化层贵金属载量，并突破了浆料分散和涂布转印工艺，有望解决PEM膜电极成本高、工艺难两大难题。

沙漠里的游鱼 发表于 2023-11-11 11:11

1、阴极低铂，阳极低铱，成本下降约30%

催化剂纳米结构及成分优化提升活性、降低载量。莒纳科技阴极催化剂采用自主合成的Pt-过渡金属合金纳米材料，阳极催化剂采用自研核壳结构材料，从而增强活性位点协同作用，提高催化剂有效反应活性面积，同时促进电荷传输增强导电性，大幅降低铂、铱负载量。

通过微观结构的优化，莒纳科技催化剂在保证膜电极性能达到<1.9V@2A@60°C的前提下：

阴极Pt载量小于0.2mg/cm&#178;；
阳极IrO&#8322;载量小于1mg/cm&#178;；

&#10148; 膜电极总成本下降约30%。

&#10148; 阳极IrO&#8322;载量小于1mg/cm&#178;；

&#10148; 膜电极总成本下降约30%。

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