质子交换膜水电解(PEMWE)是目前最有前途的可持续制氢技术。然而,由于钛双极板(BPPs)和多孔传输层(PTLs)的高成本,PEMWE仍无法与当前最先进的技术竞争。
近日,德国宇航中心A. S. Gago报道了报告了一种采用采用涂覆不锈钢(ss)BPPs和PTLs的高性能、耐用和低成本的PEMWE电池。
文章要点
1)当在PEMWE电池中使用未涂覆ss时,电池迅速去极化,仅在0.15 A cm-2时,就达到2 V。在ss-BPP和ss-PTL上分别涂覆钛和Nb/Ti非贵金属涂层后,在保持相同性能的情况下,电流密度可提高13倍。
2)大量物理和电化学表征表明,在ss-PTL上的Nb/Ti涂层可以有效地在与阳极的界面上传输水和气体。加速应力测试(AST)结果显示,具有涂层ss的PEMWE电池超过1000 h。在测试结束时没有观察到膜或电极中存在铁污染的迹象。
这项研究表明,PEMWE电池几乎完全可以在ss中制造,从而极大降低了这项技术的成本,并促进了绿色氢气的广泛应用。
参考文献
S. Stiber, et al, A high-performance, durable and low-cost proton exchange membrane electrolyser with stainless steel components, Energy Environ. Sci., 2021
DOI: 10.1039/d1ee02112e
https://doi.org/10.1039/d1ee02112e