Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries đạt được thành công với công nghệ điện phân nước thế hệ tiếp theo, cải thiện hiệu quả của hệ thống AEM
2025/06/06 12:15
Hệ thống điện phân nước AEM hoạt động như thế nào
(Nguồn: Thông cáo chung của Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries)
So sánh với các phương pháp điện phân nước thông thường
(Nguồn: Thông cáo chung của Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries)
Điện cực đã phát triển
(Nguồn: Thông cáo chung của Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries)
Thiết bị thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm
(Nguồn: Thông cáo chung của Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries)
Đại học Hokkaido và Kawasaki Heavy Industries đã công bố vào ngày 2 tháng 6 rằng họ đã thành công trong việc phát triển các điện cực hiệu suất cao cho thiết bị điện phân nước màng trao đổi anion (AEM). So với các phương pháp điện phân nước thông thường như điện phân nước kiềm và điện phân nước màng trao đổi proton (PEM), phương pháp điện phân nước AEM có thể giảm lượng kim loại quý được sử dụng và dự kiến sẽ được sử dụng trong tương lai như một phương pháp có thể đạt hiệu suất cao với chi phí thấp.
Phương pháp điện phân nước AEM kẹp một màng trao đổi anion giữa các điện cực anot và catot, và phản ứng với nước để tạo ra các ion hydro (H2) và hydroxide (OH-) từ nước ở phía anot. Các ion hydroxide sau đó đi qua màng trao đổi anion và di chuyển đến catot, tạo ra nước (H2O) và oxy (O2) ở phía catot. Hệ thống này được đặc trưng bởi kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp và khả năng hoạt động dưới áp suất. Hiện đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, và vẫn còn ít sản phẩm được thương mại hóa.
Trong nghiên cứu chung, công nghệ xử lý bề mặt của Đại học Hokkaido và kiến thức về thiết bị điện phân nước của Kawasaki Heavy Industries đã được kết hợp để phát triển một điện cực giúp cải thiện hiệu suất điện phân trong phương pháp điện phân nước AEM. Trong ô đánh giá, điện cực đã phát triển được sử dụng làm anot và điện cực xúc tác platinum làm catot.
Kết quả của thử nghiệm điện phân quy mô phòng thí nghiệm, công ty đã đạt được mức hiệu suất cao nhất thế giới, 4,23 kWh/Nm3 (mật độ dòng điện 1,5 A/cm2). Điều này tương ứng với mức giảm năng lượng khoảng 10% so với 4,8 kWh/Nm3 của thiết bị điện phân nước AEM hiện đang được thương mại hóa. Hơn nữa, công ty đã đạt được mục tiêu phát triển AEM năm 2030 là 4,30 kWh/Nm3 do Clean Hydrogen Partnership, một quan hệ đối tác công tư của Châu Âu nghiên cứu công nghệ hydro, đặt ra.
Trong tương lai, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu để cải thiện độ bền và mở rộng quy mô. Ngoài ra, vì mục tiêu phát triển AEM năm 2030 của Clean Hydrogen Partnership là không chứa kim loại quý, nên chúng tôi đặt mục tiêu phát triển một máy điện phân hiệu suất cao không chứa kim loại quý. Chúng tôi cũng sẽ tiến hành thương mại hóa, cân nhắc hợp tác với các công ty khác.
