使用全新生產技術 東芝在綠色制氫方面實現電到氣高效率轉換
近日,中國客車網從相關渠道獲悉,東芝公司已開發出大規模的電極生產技術,該技術可實現電到氣 (P2G) 技術的高效率轉換,這是邁向碳中和社會必不可少的專有技術,同時減少使用銥,世界上最稀有的貴金屬之一。
P2G 利用水的電解將可再生能源轉化為氫氣,用于儲存和運輸到需要的地方。聚合物電解質膜 (PEM) 電解被視為一種非常有前途的轉換方法,因為它對功率波動反應迅速并且非常耐用。然而,PEM 使用銥(所有交易貴金屬中最稀有的一種)作為其電極中的催化劑。實際應用需要減少使用銥,這是一個真正的挑戰。
東芝開發了一種氧化銥納米片層壓催化劑,在2017年將銥的需求量降低到了1/10。該公司現在已經開發出大規模生產技術,可以一次將催化劑沉積在最大 5 m2的面積上。這一進展有望推動P2G在大規模電力轉換方面的早期商業化,并將有助于實現碳中和。東芝的目標是在2023年或之后實現商業化。
120多個國家和地區制定了到2050年實現碳中和的目標,國家、地區和企業層面正在考慮采取脫碳措施。可再生能源對于實現目標和減少二氧化碳排放至關重要,但它們的產量會隨著氣候和天氣條件的變化而波動很大,而且設施只能位于合適的地區。為了最大限度地發揮它們的潛力,并確保穩定和負擔得起的電力供應,需要一種存儲和運輸可再生能源電力的方法。
P2G被視為到2050年實現碳中和的基本解決方案。它使用電解將可再生能源中的電力轉化為氫氣,以備儲存和運輸。該過程的關鍵技術是將能量轉化為氫氣而不排放二氧化碳的水電解器。PEM水電解具有出色的功率波動適應性和高耐久性,歐美在開發當前工藝方面處于領先地位。
PEM 使用集成了電解質膜和電極的膜電極組件 (MEA)。電力的大規模氫轉換需要大量的多邊環境協定膜電極,預計到2028年市場規模約為5.8億美元。
然而,MEA電極依賴大量的銥來確保足夠的電解效率。銥是最稀有的貴金屬之一。全球年產量在7至10噸左右,遠低于200噸的鉑金,而且成本高出4至5倍。形成電極需要均勻涂覆精細的氧化銥顆粒,但減少氧化銥會導致應用不均勻和反應不均勻,從而降低水電解性能。
東芝的多層催化劑使用一種新的濺射技術來沉積氧化銥納米片薄膜和空隙層的交替層。在濺射中,離子(如氬氣)在真空中轟擊沉積材料(靶材),并將噴射的粒子沉積在基板上(圖 2)。在東芝的工藝中,銥是靶材,當靶材沉積在基板上時,通過注入氧氣形成一層氧化銥薄膜。厚度控制在納米級,以較少的銥實現均勻氧化銥層的沉積。
在催化劑層中使用東芝的層壓納米片結構成功地將所需的銥減少到1/10,同時保持水電解性能。它還顯著擴大了沉積表面積。由于濺射是在真空中進行的,因此難以在大面積上進行沉積。然而,通過修改包括銥在內的多種金屬靶材的沉積分布比例和氧氣輸入水平,東芝成功開發了一種大規模生產技術,該技術可實現催化劑一次在高達 5 平方米的面積上沉積。
東芝與東芝能源系統與解決方案公司合作,基于所開發的技術制造了帶有電極的 MEA 原型,并已開始與一家水電解槽制造商進行評估測試。展望未來,公司將提高產量和質量以實現 MEA 的量產,目標是在 2023年或之后實現商業化。
1、凡本網注明“來源:www.zxzsfwgs.cn” 的所有作品,版權均屬于客車網,未經本網授權,任何單位及個人不得轉載、摘編或以其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:www.zxzsfwgs.cn”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
2、凡本網注明 “來源:XXX(非客車網)” 的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
3、如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在30日內進行。
※ 有關作品版權事宜請聯系:copyright#chinabuses.com
- 陳華出任康明斯中國供應鏈、質量和信息技術執行總監[09-26]
- 成都客車森鵬電子共攜手 繪制海外綠色交通新篇章[09-26]
- 逐鹿歐美市場 精進電動耀動2024漢諾威商用車展[09-26]
- 玉柴參加“與中國駐東盟經商參贊面對面”交流會[09-26]
- 北京祥龍公司與寧德時代簽署戰略合作協議[09-26]
- 媒體關注:從未勢能源看中國氫能企業的全球化之路[09-25]
- 盡顯“全天候”品質 歐輝BJ6105確實有點大不同 [09-25]
- 森鵬出海 領航商用車數智化轉型[09-23]