Nghiên cứu mới về xúc tác tái tổ hợp khí trong điện phân nước PEM: Cấu hình và hiệu suất lâu dài
Annie Nguyễn
*04/08/2026*
Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí EES Catalysis của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia đã làm sáng tỏ một trong những thách thức lớn nhất trong công nghệ điện phân nước sử dụng màng trao đổi proton (PEM): hiện tượng khí hydro xuyên thấu qua màng (H₂ crossover). Công trình này tập trung vào đánh giá hiệu quả lâu dài của các cấu hình xúc tác tái tổ hợp khí (GRC) khác nhau được tích hợp trong màng, nhằm giảm lượng hydro trong oxy ở phía anode, qua đó nâng cao độ an toàn và độ bền cho hệ thống điện phân áp suất cao.
Nghiên cứu được thực hiện bởi Steffen Brundiers và các cộng sự từ nhóm nghiên cứu tiến sĩ của ông, với sự hợp tác từ công ty Quest One. Kết quả chỉ ra ba phát hiện chính. Thứ nhất, cấu hình của chất xúc tác đóng vai trò quan trọng, không chỉ đơn thuần là lượng bạch kim (Pt). Mặc dù có cùng tải trọng Pt, các hệ GRC khác nhau cho thấy giá trị hydro trong oxy khác biệt rõ rệt. Thứ hai, trong số các hệ thống được thử nghiệm, xúc tác Pt trên nền carbon (Pt/C) đạt được hiệu quả giảm hydro trong oxy mạnh nhất. Thứ ba, hệ thống Pt/C đã trải qua những thay đổi cấu trúc đáng kể trong quá trình vận hành. Phân tích kính hiển vi điện tử quét kết hợp tán xạ năng lượng tia X (SEM-EDX) sau thử nghiệm cho thấy Pt bị cạn kiệt tại vị trí lớp GRC ban đầu và hình thành một dải giàu Pt bên trong màng. Điều thú vị là giá trị hydro trong oxy ở mức thấp vẫn được duy trì bất chấp sự phân bố lại này, cho thấy mối quan hệ giữa phân bố Pt và hiệu suất tái tổ hợp không đơn giản.
Điểm đáng chú ý là toàn bộ dữ liệu thí nghiệm dài hạn có giá trị cùng với bài báo được công bố ở dạng mở (open-access), cho phép cộng đồng khoa học tiếp cận và tái sử dụng. Nhóm nghiên cứu cũng hé lộ rằng đây không phải là công trình cuối cùng của họ về chủ đề này, và dự kiến sẽ có thêm những hiểu biết sâu hơn về sự xuống cấp của các lớp GRC dựa trên Pt trong tương lai.
