铱和铂基催化剂用于PEM水电解
PEM水电解等制氢法相关的贵金属解决方案

PEM水电解制氢:电极催化剂
碱性水电解和固体氧化物电解是两种替代制氢技术,而质子交换膜(PEM)水电解制氢越来越受到关注。这种制氢技术将在人类社会向氢经济转型过程中发挥重要作用。
由于其出色的动态响应能力,PEM水电解制氢是储存过剩可再生能源的理想解决方案。此外,与碱性水电解制氢相比,高电流密度的优势使其能够通过更小的装置产生更多的氢气。得益于氢气的高压出口,PEM水电解制氢技术可直接用于加油站。
通过PEM电解水制取绿氢这一技术路线非常适合可再生能源的储存、运输和部署。扩大绿氢生产规模和降低成本是减少全球二氧化碳排放的重要途径。
贺利氏的产品组合包括具有不同贵金属负载量的水电解制氢催化剂
为了找到满足您需求的解决方案,我们能够在设备齐全的现场实验室和测试中心进行实测。
| 催化剂 | Actydon | Ir 100 B | Actydon | Ir 80 X | Actydon | Ir 80 XSP | Actydon | Ir S | Actydon | Ir Ru |
|---|---|---|---|---|---|
| 主要特点 | 高金属纯度 | 高表面积 |
团聚体粒径更小,加工性能更佳 |
大量活动 | 采用稳定的 Ru,具有高活性并节省 Ir |
| 铱含量[%] | 100 | 79 – 83 | 79 – 83 | 10 – 50 | 14 – 80 |
|
通过 XRD 测定的 |
3 | 2 – 4 | 2 – 4 | 不适用 |
1.8 – 5.5 |
| BET 高比表面积 [m2/g] |
>20 | >200 | >160 |
20 – 100 |
150 – 190 |
| 质量活性 (1.45 Vcell (iR-free) [A/g]) |
55 | 86 | 86 | 138 – 460 | 177 – 880 |
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与市场对标产品相比,铱可节约 50–90%
通过开发显著降低贵金属负载量的PEM水电解制氢催化剂,我们实现了突破性的创新。
Actydon | Ir S 是一种低负载型催化剂,与早期产品相比,可将催化剂性能提高三倍,同时将 CCM 中的贵金属负载量降低 50-90%。
贺利氏的最新创新产品是基于钌的催化剂,用于质子交换膜(PEM)水电解。除铱外,钌还能催化析氧反应(OER),这是 PEM 电解的关键部分。钌具有优于铱的催化活性,然而,与铱相比,钌在PEM电解槽的复杂条件下缺乏稳定性。
贺利氏提出的新理念解决了这一问题,通过一种新颖的方式将钌和氧化铱结合在一起,在保持钌催化活性提高的同时,还增强了稳定性。
这种钌-氧化铱材料带来了前所未有的活性提升。该催化剂的质量活性比氧化铱高出 50 倍,而且与单独的氧化钌不同,能够在操作条件下保持稳定。加速老化试验证实了这种新型催化剂在30000次循环后的稳定性,其活性损失明显低于氧化钌,与氧化铱相当。
节铱催化剂的应用将是氢气增产的一个重要因素。
PEM水电解阴极催化剂产品组合
贺利氏的产品组合包括具有不同贵金属负载量的水电解制氢催化剂

碱性水电解制氢(AWE)
目前,大多数的氢都是通过碱性水电解(AWE)工艺生产的。这项技术已经存在了几十年,一般不会用到贵金属。在许多情况下,它一直是并且仍然是首选的制氢方法。但与此同时,PEM水电解制氢在一些新兴领域崭露头角,例如当电力输入很不稳定时,特别是在绿色能源领域,PEM电解法具有明显的优势。
如前所述,碱性水电解制氢通常不涉及贵金属。然而,由于氧化锆和镍等部分材料的供应受到影响,还需要考虑替代材料,这其中就有些材料涉及铂族金属。
如果您有兴趣了解贵金属对碱性水电解制氢的贡献,贺利氏专家将很乐意为您提供帮助。

高温固体氧化物电解制氢(SOEC)
在固体氧化物电解(SOE)制氢工艺中,固体氧化物燃料电池(SOFC)以反向模式运行。此时,它并非用作燃料电池利用氢发电,而是通过施加电压将水蒸汽分解为氢气和氧气。因此,电池/电解池的实际用途有二:一是用电制取氢气(电解池),二是用氢气发电(电池)。
固体氧化物电解池(SOEC)或固体氧化物燃料电池本身很少使用贵金属。然而,它们通常与产生余热的工业流程结合使用,这样可以获得所需的高温。在这些工艺流程中,经常会用到含有贵金属的部件。
在燃料处理方面,贺利氏为催化重整、水煤气变换或气体净化提供优先氧化(PROX)或选择性甲烷化等催化方案,并且可以根据独立分布式系统的运行需要专门打造。欢迎访问 气体净化页面 或我们的 燃料电池运行方案,进一步了解HeraPur®净化技术。
与其他电解方法一样,从固体氧化物电解产生的混合气体中可以轻松提取出氢。如需了解更多相关信息,请访问 氢气净化。
