Recientemente， el catalizador poroso de IrO₂ eHy-1002 de Momentum Conservation Green Energy ha operado de forma estable durante más de 15，000 horas， lo que marca un avance clave en la tecnología de catalizadores de ánodo para electrólisis de agua con membrana de intercambio protónico （PEM） y sienta una base importante para la aplicación escalada de la industria.
Antecedentes Técnicos y Desafíos de la Industria
La tecnología de electrólisis de agua con membrana de intercambio protónico （PEM） ofrece una excelente compatibilidad con fuentes de energía nuevas fluctuantes como la eólica y la fotovoltaica debido a ventajas como bajo consumo energético， alta densidad de corriente， tamaño compacto del electrolizador y amplio rango de regulación de potencia. Como material central que afecta el rendimiento y el costo del electrolizador， la optimización del rendimiento de los catalizadores de ánodo siempre ha sido un enfoque clave de investigación en la industria.
El catalizador de ánodo ampliamente utilizado en los electrolizadores PEM actualmente es el dióxido de iridio en fase rutilo （IrO₂）， pero enfrenta dos grandes cuellos de botella： primero， la actividad catalítica intrínseca necesita mejora—la barrera de energía de reacción excesivamente alta en la reacción de evolución de oxígeno （OER） hace que el sobrepotencial de evolución de oxígeno del ánodo represente del 30％ al 50％ del sobrepotencial total del electrolizador， limitando la mejora de la eficiencia energética del sistema； segundo， existe una alta dependencia del iridio—la carga de iridio en el electrodo de membrana típicamente alcanza de 1 a 2 mg/cm²， mientras que los recursos de iridio son escasos y los precios son altos， obstaculizando severamente la comercialización a gran escala de la tecnología de electrólisis de agua PEM.
Avances Centrales y Aspectos Destacados del Producto
Abordando los puntos críticos de la industria， el catalizador poroso de IrO₂ eHy-1002 de Momentum Conservation logra una doble innovación en estructura y composición material：
- Innovación Estructural： A diferencia del IrO₂ granular tradicional， exhibe una morfología estratificada porosa regular con una porosidad tan alta como el 74％。 La única nanoestructura altamente porosa expone completamente sitios de iridio de borde altamente activos， optimizando sinérgicamente la transferencia de masa， la eficiencia de transferencia de carga y la actividad catalítica de la capa catalítica.
- Avance en la Composición Material： La fracción masiva de iridio se reduce a aproximadamente 70 wt％， equilibrando el rendimiento y el costo mientras reduce la dependencia de metales preciosos， proporcionando un apoyo clave para reducir el costo total de los electrodos de membrana.
Indicadores Clave de Rendimiento
El catalizador eHy-1002 demuestra un rendimiento y una estabilidad excelentes incluso en condiciones de baja carga, con una carga de Ir en el electrodo de membrana de solo 0,75 mg/cm²:
- Rendimiento: 1,96 V @ 4 A/cm² @ N115 @ 80 °C, manteniendo un alto rendimiento de densidad de corriente con baja carga de iridio, superando la limitación de los catalizadores tradicionales que requieren "alta carga para alto rendimiento".
- Durabilidad: Operación estable durante más de 15,000 horas con una tasa de aumento de voltaje de <3 μV/h, superando ampliamente el promedio de la industria en estabilidad operativa a largo plazo y cumpliendo con los estrictos requisitos de vida útil del material para aplicaciones a escala.
Capacidad y Servicios de Aplicación
El producto eHy-1002 de IrO₂ poroso ha sido validado por múltiples clientes industriales, con una capacidad que alcanza los 600 g/día, poseyendo capacidad de suministro por lotes. Para clientes clave, la empresa también proporciona servicios de preparación de pasta catalítica y orientación en procesos de recubrimiento, ayudando a los clientes a lograr la implementación tecnológica y la adaptación de líneas de producción. Los datos de prueba y los casos de aplicación demostrativa se actualizarán continuamente en el futuro para promover el desarrollo de la industria.
Significado Estratégico Técnico y Valor Industrial
El avance del catalizador eHy-1002 no solo aborda los cuellos de botella de eficiencia energética y costos de los catalizadores de ánodo en la tecnología de electrólisis de agua con membrana de intercambio protónico (PEM), sino que también tiene implicaciones profundas para el desarrollo de la industria del hidrógeno energético: por un lado, reducir la dependencia del iridio puede disminuir significativamente los costos de producción de los electrolizadores PEM, acelerando su integración a gran escala con la energía eólica y solar; por otro lado, la alta estabilidad y compatibilidad proporcionan un soporte de material central más eficiente y confiable para la producción de hidrógeno verde, ayudando a reducir costos y mejorar la eficiencia en la cadena industrial de "electricidad verde a hidrógeno verde", e inyectando un impulso tecnológico clave para la realización de los objetivos nacionales de "doble carbono" y el desarrollo de alta calidad de la industria del hidrógeno energético.
