Gần đây， chất xúc tác IrO₂ xốp eHy-1002 của Momentum Conservation Green Energy đã vận hành ổn định hơn 15，000 giờ， đánh dấu bước đột phá then chốt trong công nghệ xúc tác anode điện phân nước PEM và đặt nền tảng quan trọng cho ứng dụng quy mô lớn của ngành.
Bối cảnh Kỹ thuật và Thách thức Ngành
Công nghệ điện phân nước màng trao đổi proton （PEM） có khả năng tương thích tuyệt vời với các nguồn năng lượng mới biến động như gió và quang điện nhờ những ưu điểm như mức tiêu thụ năng lượng thấp， mật độ dòng điện cao， kích thước máy điện phân nhỏ gọn và dải điều chỉnh công suất rộng. Là vật liệu lõi ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí của máy điện phân， tối ưu hóa hiệu suất chất xúc tác anode luôn là trọng tâm nghiên c cứu then chốt trong ngành.
Chất xúc tác anode được sử dụng rộng rãi hiện nay trong máy điện phân PEM là iridium dioxide （IrO₂） pha rutile， nhưng nó phải đối mặt với hai nút thắt chính： thứ nhất， hoạt tính xúc tác nội tại cần được cải thiện — rào cản năng lượng phản ứng quá cao trong phản ứng thoát oxy （OER） khiến thế quá điện c cực thoát oxy anode chiếm 30％–50％ t tổng thế quá điện c cực của máy điện phân， hạn chế cải thiện hiệu suất năng lượng hệ thống； thứ hai， phụ thuộc nhiều vào iridium — tải lượng iridium trên điện cực màng thường đạt 1–2 mg/cm²， trong khi nguồn tài nguyên iridium khan hiếm và giá cao， cản trở nghiêm trọng việc thương mại hóa quy mô lớn công nghệ điện phân nước PEM.
Đột phá và Điểm nổi bật Lõi Sản phẩm
Giải quyết các điểm đau ngành， chất xúc tác IrO₂ xốp eHy-1002 của Momentum Conservation đạt được sự đổi mới kép về cấu trúc và thành phần vật liệu：
- Đổi mới Cấu trúc： Khác với IrO₂ dạng hạt truyền thống， nó thể hiện hình thái lớp xốp đồng đều với độ xốp cao tới 74％。 Cấu trúc nano siêu xốp độc đáo làm lộ hoàn toàn các vị trí iridium rìa có hoạt tính cao， đồng bộ tối ưu hóa hiệu suất truyền khối， hiệu suất truyền điện tích và hoạt tính xúc tác của lớp xúc tác.
- Đột phá Thành phần Vật liệu： Hàm lượng khối iridium được giảm xuống còn khoảng 70 wt％， cân bằng hiệu suất và chi phí trong khi giảm sự phụ thuộc vào kim loại quý， cung cấp h hỗ trợ then chốt để giảm tổng chi phí điện c cực màng.
Chỉ số Hiệu suất Cốt lõi
Chất xúc tác eHy-1002 thể hiện hiệu suất và độ ổn định xuất sắc ngay cả trong điều kiện tải thấp với mật độ Ir điện cực màng chỉ 0.75 mg/cm²:
- Hiệu suất: 1.96V @ 4A/cm² @ N115 @ 80°C, duy trì hiệu suất mật độ dòng cao ở mức tải iridium thấp, phá vỡ giới hạn của chất xúc tác truyền thống yêu cầu "tải cao để đạt hiệu suất cao."
- Độ bền: Hoạt động ổn định hơn 15,000 giờ với tốc độ tăng điện áp <3 μV/h, vượt xa mức trung bình ngành về độ ổn định vận hành dài hạn và đáp ứng các yêu cầu tuổi thọ vật liệu nghiêm ngặt cho các ứng dụng quy mô lớn.
Năng lực và Dịch vụ Ứng dụng
Sản phẩm IrO₂ xốp eHy-1002 hiện đã được xác nhận bởi nhiều khách hàng trong ngành, với công suất đạt 600 g/ngày, có khả năng cung cấp theo lô. Đối với khách hàng quan trọng, công ty cũng cung cấp dịch vụ hướng dẫn quy trình chuẩn bị slurry chất xúc tác và phủ, h hỗ trợ khách hàng đạt được triển khai công nghệ và thích ứng dây chuyền sản xuất. Dữ liệu thử nghiệm và các trường hợp ứng dụng minh họa sẽ tiếp tục được cập nhật trong tương lai để thúc đẩy sự phát triển trên toàn ngành.
Ý Nghĩa Chiến lược Kỹ thuật và Giá trị Công nghiệp
Đột phá của chất xúc tác eHy-1002 không chỉ giải quyết các nút thắt về hiệu suất năng lượng và chi phí của chất xúc tác anode trong công nghệ điện phân nước PEM mà còn có ý nghĩa sâu sắc đối với sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng hydro: một mặt, việc giảm sự phụ thuộc vào iridium có thể làm giảm đáng kể chi phí sản xuất máy điện phân PEM, đẩy nhanh quá trình tích hợp quy mô lớn của chúng với năng lượng gió và mặt trời; mặt khác, độ ổn định và khả năng tương thích cao cung cấp h hỗ trợ vật liệu cốt lõi hiệu quả và đáng tin cậy hơn cho sản xuất hydro xanh, góp phần giảm chi phí và nâng cao hiệu quả trong chuỗi ngành "điện xanh sang hydro xanh", và truyền động lực công nghệ then chốt cho việc hiện thực hóa mục tiêu "song carbon" quốc gia và sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp hydro.
