PEM電解制氫銥基催化劑
2024-08-02 08:51:02 來源：蘇州華德公司
PEM電解制氫銥基催化劑
PEM電解水制氫技術具有產氫純度高、響應速度快、占地面積小等優點，它的工作原理是水分子在陰極、陽極催化劑作用下，分解生成氫氣和氧氣。
需要注意的是，PEM電解水制氫陰極和陽極的催化劑是不同的，陰極為鉑碳催化劑，陽極一般為二氧化銥、銥黑等銥基催化劑。
鉑碳催化劑在燃料電池上也有應用，而銥基催化劑相對來說，銥金屬產量更低，因此低銥載量催化劑是開發熱點。本文特地對PEM制氫銥基催化劑廠商做了整理，以供參考。
一、銥基催化劑在PEM制氫中的應用
1.氧化銥是析氧催化劑主要材料
質子交換膜常見的商用產品是全氟磺酸聚合物薄膜，因此PEM制氫膜電極的工作環境呈現強酸性，各個部件的材料都需要考慮耐腐蝕的性能。
同時，由于陽極側是高氧環境，陽極電化學催化劑只能選擇抗氧化、耐腐蝕性強的Ir、Ru等少數貴金屬單質及其氧化物。
RuO2和IrO2對析氧電化學反應的催化活性*好，同時IrO2的穩定性更好，所以IrO2是析氧催化劑的主要材料，銥用量一般在1~2mgIr/cm。
2.氧化銥的制備方法
氧化銥的制備方法主要有熱氧化法、化學沉淀法、亞當斯(Admas)熔融法、溶膠-凝膠法等等。比如，化學沉淀法通常是向銥鹽水溶液中加入堿(如氫氧化鈉)，經反應后得到氫氧化(Ir(OH)3(H2O)3或者IrOx·nH2O)沉淀，然后通過煅燒得到氧化銥。
3.銥金屬產量與低銥載量催化劑開發趨勢
銥金屬在地殼中含量非常稀少，銥金屬一般與其他鉑族貴金屬共生，做為鉑金的伴生礦，其豐度比起同為貴金屬的鉑相比也要低一個數量級以上，所以銥注定不會成為鉑族金屬礦業公司的主產品，其產量注定要依據鉑金的開采產量而決定。
目前，全球銥金屬年開采量是9噸左右，且高度集中于南非，南非約生產了全球80-85%的銥。作為鉑的伴生產品，在鉑的產量不發生較大變化的情況下，銥的產量將會長期維持穩定，而鉑的產量近年來始終穩定在200噸左右，從而決定了銥的產量難有大規模的提升。而且價格可能會居高不下。
在這樣的背景下，低銥載量催化劑的開發、貴金屬銥的回收成為行業關注熱點。
二、PEM制氫銥基催化劑廠商介紹
1.賀利氏
賀利氏在貴金屬行業已有160多年的歷史。憑借在貴金屬催化劑方面深厚的知識，賀利氏現提供豐富的PEM水電解制氫催化劑，其產品組合包括具有不同貴金屬負載量的水電解制氫催化劑。
賀利氏的*新創新產品是基于釕的催化劑，用于質子交換膜(PEM)水電解。該催化劑通過一種新穎的方式將釕和氧化銥結合在一起，質量活性比氧化銥高出 50 倍，而且與單獨的氧化釕不同，能夠在操作條件下保持穩定。加速老化試驗證實了這種新型催化劑在30000次循環后的穩定性，其活性損失明顯低于氧化釕，與氧化銥相當。
2.濟平新能源
濟平新能源成立于 2018 年，是專注于貴金屬化學技術解決方案的高新技術企業，秉持30年的研發和生產經驗，在上海和佛山建立了兩個研發生產中心，致力于成為全球領先的貴金屬化學技術解決方案供應商。
濟平新能源主營產品有：氫燃料電池催化劑、PEM催化劑，AEM催化劑、ALK堿性電極、電解銅箔陽極、氯堿行業產品等。
3.枡水科技
安徽枡水新能源科技有限公司（簡稱“枡水科技”）成立于2019年5月，是國家級高新技術企業，設有合肥和上海臨港兩大研發生產中心，枡水科技致力于構建制氫關鍵材料、核心部件及設備的研發、生產與服務全鏈條解決方案，已布局PEM電解水制氫、AEM電解水制氫等領域。
公司擁有多項核心技術的自主知識產權，主要產品催化劑、膜電極技術指標已達到國際同類產品水平，打破價格壁壘，實現規模量產，并率先進行低貴金屬與國產化材料替代研發儲備。
4.合肥動量守恒
合肥動量守恒綠色能源有限公司，作為一家專注于質子交換膜（PEM）電解水關鍵材料和器件的研發與生產的高科技企業，致力于成為業內領先的固體電解質膜電堆關鍵材料供應商。
合肥動量守恒擁有齊全的PEM電解水陽極銥催化劑產品系列，既涵蓋了市面上主流的高銥型催化劑，也有新型低銥催化劑，同時可為客戶提供配漿和涂布指導。
5.中科科創
寧波中科科創新能源科技有限公司成立于2015年08月，致力于納米貴金屬及其合金催化劑和燃料電池膜電極的研發、規模生產與推廣應用。
6.清氫科技
清氫（北京）科技有限公司是依托清華大學氫能電催化技術，開展試驗放大開發，為氫能產業化提供電催化相關材料、技術與裝備綜合解決方案和產品的科技創新企業。清氫科技制備的PEM電解水Ir基擔載型催化劑可以提高電解水性能。
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根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2020）》預測，2030年中國氫氣需求量達3715萬噸，2050年達9690萬噸。有分析認為，電解水制氫將逐步作為中國氫能供應的主體，在氫能供給結構的占比將在2040、2050年分別達到45%、70%。 因此，在“雙碳”背景下，電解水制氫項目成為了市場關注的熱點話題。為促進行業信息流通，艾邦建有制氫產業交流群，聚焦氫氣生產、堿水/PEM電解槽（隔膜、極板、催化劑、極框、密封墊片等）、PPS、質子交換膜、鈦金屬、鎳網等產業鏈上下游，設備，材料，配件等配套資源
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