Đột phá về xúc tác điện phân PEM mở ra hướng sản xuất hydrogen xanh quy mô lớn, hiệu quả và bền vững

Ngày: 31 tháng 7, 2026

By Annie Nguyễn

Điện phân nước sử dụng màng trao đổi proton (PEMWE) là một công nghệ đầy hứa hẹn để sản xuất hydrogen xanh quy mô lớn, nhưng sự phát triển của nó bị hạn chế bởi chi phí cao và sự khan hiếm của các chất xúc tác gốc Iridium (Ir) cho phản ứng giải phóng oxy (OER). Một nghiên cứu mới được đăng tải trên tạp chí Frontiers in Energy đã giới thiệu một chất xúc tác dị thể (heterostructure) IrOx/Ir-Co₃O₄ có thể tổng hợp ở quy mô lớn, hứa hẹn giải quyết những thách thức này.

Cấu trúc độc đáo của chất xúc tác này kết hợp IrOx được gắn trên bề mặt với Ir-Co₃O₄ pha tạp trong cấu trúc khối (bulk-doped), giúp tối ưu hóa môi trường điện tử của Iridium và cải thiện độ ổn định của chất xúc tác. Nhờ đó, chất xúc tác mới đã đạt được những thông số ấn tượng: quá điện thế OER thấp chỉ 237 mV ở mật độ dòng điện 10 mA/cm²; hoạt tính khối lượng của Ir đạt 230 A/gIr; chỉ cần điện áp 1,773 V để đạt mật độ dòng điện 1 A/cm² trong thiết bị PEMWE; và vận hành ổn định trong hơn 160 giờ ở 200 mA/cm². Đặc biệt, vật liệu đã được tổng hợp thành công ở quy mô điện cực 100 cm² với hiệu suất tương đương với các thiết bị quy mô phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu này cung cấp một chiến lược thực tế để giảm tiêu thụ Iridium đồng thời cải thiện hoạt tính và độ bền, đưa công nghệ điện phân PEMWE ít Iridium (low-Ir) tiến gần hơn đến các ứng dụng thực tế, góp phần thúc đẩy sản xuất hydrogen xanh với chi phí thấp hơn và hiệu quả hơn.