PEM电解制氢铱基催化剂
2024-08-02 08:51:02 来源：苏州华德公司
PEM电解制氢铱基催化剂
PEM电解水制氢技术具有产氢纯度高、响应速度快、占地面积小等优点，它的工作原理是水分子在阴极、阳极催化剂作用下，分解生成氢气和氧气。
需要注意的是，PEM电解水制氢阴极和阳极的催化剂是不同的，阴极为铂碳催化剂，阳极一般为二氧化铱、铱黑等铱基催化剂。
铂碳催化剂在燃料电池上也有应用，而铱基催化剂相对来说，铱金属产量更低，因此低铱载量催化剂是开发热点。本文特地对PEM制氢铱基催化剂厂商做了整理，以供参考。
一、铱基催化剂在PEM制氢中的应用
1.氧化铱是析氧催化剂主要材料
质子交换膜常见的商用产品是全氟磺酸聚合物薄膜，因此PEM制氢膜电极的工作环境呈现强酸性，各个部件的材料都需要考虑耐腐蚀的性能。
同时，由于阳极侧是高氧环境，阳极电化学催化剂只能选择抗氧化、耐腐蚀性强的Ir、Ru等少数贵金属单质及其氧化物。
RuO2和IrO2对析氧电化学反应的催化活性*好，同时IrO2的稳定性更好，所以IrO2是析氧催化剂的主要材料，铱用量一般在1~2mgIr/cm。
2.氧化铱的制备方法
氧化铱的制备方法主要有热氧化法、化学沉淀法、亚当斯(Admas)熔融法、溶胶-凝胶法等等。比如，化学沉淀法通常是向铱盐水溶液中加入碱(如氢氧化钠)，经反应后得到氢氧化(Ir(OH)3(H2O)3或者IrOx·nH2O)沉淀，然后通过煅烧得到氧化铱。
3.铱金属产量与低铱载量催化剂开发趋势
铱金属在地壳中含量非常稀少，铱金属一般与其他铂族贵金属共生，做为铂金的伴生矿，其丰度比起同为贵金属的铂相比也要低一个数量级以上，所以铱注定不会成为铂族金属矿业公司的主产品，其产量注定要依据铂金的开采产量而决定。
目前，全球铱金属年开采量是9吨左右，且高度集中于南非，南非约生产了全球80-85%的铱。作为铂的伴生产品，在铂的产量不发生较大变化的情况下，铱的产量将会长期维持稳定，而铂的产量近年来始终稳定在200吨左右，从而决定了铱的产量难有大规模的提升。而且价格可能会居高不下。
在这样的背景下，低铱载量催化剂的开发、贵金属铱的回收成为行业关注热点。
二、PEM制氢铱基催化剂厂商介绍
1.贺利氏
贺利氏在贵金属行业已有160多年的历史。凭借在贵金属催化剂方面深厚的知识，贺利氏现提供丰富的PEM水电解制氢催化剂，其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。
贺利氏的*新创新产品是基于钌的催化剂，用于质子交换膜(PEM)水电解。该催化剂通过一种新颖的方式将钌和氧化铱结合在一起，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。
2.济平新能源
济平新能源成立于 2018 年，是专注于贵金属化学技术解决方案的高新技术企业，秉持30年的研发和生产经验，在上海和佛山建立了两个研发生产中心，致力于成为全球领先的贵金属化学技术解决方案供应商。
济平新能源主营产品有：氢燃料电池催化剂、PEM催化剂，AEM催化剂、ALK碱性电极、电解铜箔阳极、氯碱行业产品等。
3.枡水科技
安徽枡水新能源科技有限公司（简称“枡水科技”）成立于2019年5月，是国家级高新技术企业，设有合肥和上海临港两大研发生产中心，枡水科技致力于构建制氢关键材料、核心部件及设备的研发、生产与服务全链条解决方案，已布局PEM电解水制氢、AEM电解水制氢等领域。
公司拥有多项核心技术的自主知识产权，主要产品催化剂、膜电极技术指标已达到国际同类产品水平，打破价格壁垒，实现规模量产，并率先进行低贵金属与国产化材料替代研发储备。
4.合肥动量守恒
合肥动量守恒绿色能源有限公司，作为一家专注于质子交换膜（PEM）电解水关键材料和器件的研发与生产的高科技企业，致力于成为业内领先的固体电解质膜电堆关键材料供应商。
合肥动量守恒拥有齐全的PEM电解水阳极铱催化剂产品系列，既涵盖了市面上主流的高铱型催化剂，也有新型低铱催化剂，同时可为客户提供配浆和涂布指导。
5.中科科创
宁波中科科创新能源科技有限公司成立于2015年08月，致力于纳米贵金属及其合金催化剂和燃料电池膜电极的研发、规模生产与推广应用。
6.清氢科技
清氢（北京）科技有限公司是依托清华大学氢能电催化技术，开展试验放大开发，为氢能产业化提供电催化相关材料、技术与装备综合解决方案和产品的科技创新企业。清氢科技制备的PEM电解水Ir基担载型催化剂可以提高电解水性能。
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根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020）》预测，2030年中国氢气需求量达3715万吨，2050年达9690万吨。有分析认为，电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体，在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此，在“双碳”背景下，电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通，艾邦建有制氢产业交流群，聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽（隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等）、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游，设备，材料，配件等配套资源
