降低电解制氢成本的催化剂技术

水电解法广泛用于制氢业，但是电解制氢的催化剂由于制备时需要高温、高压等条件，成本比较高。由Avium能源公司创立的美国堪萨斯大学生物科学与技术业务中心开发了一种新的催化剂技术，该技术可以简化碱液电解系统所需高性能催化剂的制备工艺，从而降低电解制氢成本。

Avium公司的专利合成技术只采用水作为唯一的溶剂，而且只有微波加热步骤需要用能。该技术可以得到高活性的双元素矩阵结构（DEM）催化剂。传统的催化剂制备要依赖铂或铱等贵金属，Avium催化剂可采用多种产量丰富的金属，如镍和铁。这种微波合成技术可使金属均匀分散，有利于极大增加DEM结构中活性中心数量。Barforoush解释，提高催化剂效率的关键是DEM 中的双元素产生协同效应，与传统只有单一金属的催化剂相比，这种催化剂结构能加快动力学反应。

同质子交换膜电解系统相比，通常碱液电解系统产能较小；但Avium公司的技术正在缩小两者的差距，同时降低碱液电解的成本。在美国国家科学基金会的赞助下，Avium 公司正在开发一种商业规模的DEM碱液电解槽，据称在同等电压条件下，这种电解槽的生产率是传统碱液电解槽的2 ～4 倍。为此，Avium 正在努力实现工业规模合成催化剂、制备电极，最终目标是制备能力达到4 kg/d的DEM电解槽，该电解槽将在加利福尼亚一座加氢站进行示范应用。