超越实验室规模创建一个以kW大小的AEM电解器,通过现场分布的放松时间进行验证
Suhas Nuggehalli Sampathkumar1, Thomas Benjamin Ferriday2, Zoé Mury1
1Group of Energy Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Rue de l'Industrie 17, Sion 1951, Valais Switzerland.
Energy & fuels : an American Chemical Society journal
|October 16, 2025
概括
研究人员使用非贵金属 (非PGM) 催化剂开发了一种大规模的1千瓦离子交换膜水电解器 (AEMWE). 这种可扩展的AEMWE技术证明了用于更广泛应用的高效气生产.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 离子交换膜水电解器 (AEMWEs) 对于绿色的生产至关重要.
- 目前的AEMWE技术仅限于小电极尺寸 (1-10厘米2),阻碍了可扩展性.
- 扩大AEMWE的规模对于提高其技术准备水平至关重要.
研究的目的:
- 设计,描述和验证一个大规模的1千瓦离子交换膜水电解器 (AEMWE) 堆.
- 为了证明非贵金属 (非PGM) 电极在大面积的AEMWEs中的可扩展性和有效性.
- 为了评估500平方厘米AEMWE堆的性能和统一性.
主要方法:
- 设计和制造了一个1kW,500cm2 (5×100cm2) 的非PGM AEMWE堆,配备了集成的防腐蚀,加热和控制系统.
- 在电流密度为1.0 A cm-2.2 的情况下验证的堆性能.
- 进行了全面的统计分析和电化学阻抗光谱 (EIS) 与放松时间分布 (DRT) 分析.
主要成果:
- 500平方厘米的AEMWE堆稳定地在1.0 A cm−2下运行,能量效率为53.2 kWh kgH2−1.1.
- 统计分析证实了堆内的五个细胞的均性能.
- DRT分析提供了与实验室电极相当的动态见解,验证了非PGM电极的可扩展性和有效性.
结论:
- 开发的1kW,500cm2非PGM AEMWE堆证明了高效生产的成功可扩展性.
- 该研究证实了非PGM催化剂和DRT分析对于大规模AEMWE应用的可行性.
- 这一进步对于加速AEMWE技术的商业化至关重要.
