記者8月3日從南開大學獲悉，南開大學電子信息與光學工程學院羅景山教授團隊聯合西班牙巴斯克大學科研團隊，在電催化水分解制氫研究中取得重要進展。
據了解，該聯合團隊利用金屬載體相互作用構筑了堿性條件高活性析氫催化劑，能夠在每平方厘米5安培的大電流密度下穩定運行超過1000小時，滿足了陰離子交換膜電解水制氫技術商業化應用的需求，相關研究成果在國際學術期刊《自然·通訊》發表。
氫能作為一種低碳高效的清潔能源，在全球能源轉型和應對氣候變化方面扮演重要角色。以可再生能源電解水制氫為代表的綠氫在生產過程中不產生溫室氣體，被廣泛視為實現碳中和目標的重要路徑之一。
Ru NPs/TiN的合成示意圖。（受訪者供圖）
目前，堿性電解水（ALK）和質子交換膜電解水（PEM）兩種電解水制氫技術占比較高。其中，ALK制氫技術生產成本低、工業化成熟，但產生的氫氣純度不高且能量效率低。PEM制氫技術能量效率高，產生的氫氣純度較高，但成本較高。而陰離子交換膜（AEM）制氫技術被認為是集兩者優勢于一體的第三代電解水制氫技術，具有高效率、低成本、快速啟停等優勢，但在大電流密度下電解槽系統穩定性不足限制了其產業化應用。
羅景山介紹，開發大電流密度下壽命長、性能穩定的催化劑是AEM制氫技術亟待解決的核心問題之一。
“我們使用氮化鈦負載的釕納米顆粒催化劑組裝了AEM電解槽，能在每平方厘米1安培、2安培和5安培的電流密度下穩定運行超過1000小時，性能幾乎沒有衰減。”論文第一作者、南開大學電子信息與光學工程學院2021級博士生趙佳說。
“在每平方厘米5安培的工業級電流密度下，我們的研究成果能夠在AEM電解槽中高效穩定運行，克服了催化劑容易不穩定的問題，滿足了AEM制氫大規模商業化應用的需求。”羅景山說，“未來，團隊將繼續投入到綠氫制備技術的自主研發之中，促進科技成果盡快轉化落地，為構建零碳、低成本、安全可靠的綠氫能源供給體系貢獻力量。”（記者張建新、白佳麗）