莒纳科技:以材料科技创新突破PEM电解槽膜电极成本难题

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发布时间:2023-06-16

  通过微观结构的优化,莒纳科技催化剂在保证膜电极性能达到<1.9V@2A前提下:

  阴极Pt载量小于0.2mg/cm²;

  阳极IrO2载量小于1 mg/cm²;

  膜电极总成本下降约30%。

  三路径进一步降低催化剂成本。莒纳科技研发人员表示:“未来我们还将在催化剂负载量上实现一个数量级的下降。此外,我们还将配合建立催化剂回收流程、提升电解效率等方式,解决催化剂贵金属焦虑,系统性地降低PEM电解槽成本。”

  (2)先进的生产工艺保障产品的一致性

  浆料48小时稳定性+连续涂布工艺保障产品一致性。膜电极在制备过程中,需要完成催化剂合成、浆料制备、CCM 制备、封装等关键工艺,莒纳科技在催化剂-浆料-涂布转印三个层面,体系性地通过工艺创新保障了膜电极的一致性:

  通过组份、温度等参数精准调控的化学合成工艺,确保阴、阳催化剂材料尺寸均一性和性能稳定性;

  通过联合分散工艺(搅拌、超声、剪切、破碎和乳化等),使浆料的分散均匀,且稳定时间超过48h,确保后续连续涂布均匀性。

  使用大幅宽狭缝涂布机+热转印工艺,避免PEM膜溶胀等问题,确保涂层均一性和生产效率,保障了大面积(活性面积大于3000cm²)涂布的良率。

  目前莒纳科技的PEM膜电极已经由第三方权威机构完成样品测试。根据电解槽厂商的测试数据,莒纳科技膜电极在载量降低的同时能够维持和先进PEM电解水膜电极相同水平的性能,满足工程应用的要求。

莒纳科技PEM膜电极(CCM)测试数据莒纳科技PEM膜电极(CCM)测试数据

  ALK+PEM+AEM三路线,莒纳科技领跑绿氢电极赛道

  随着示范规模的扩大,电解制氢应用场景和实际需求情况,头部电解槽厂商普遍开始双技术路线乃至三路线布局,以实现兼顾当下的市场需求与未来的市场发展趋势。

  在此情况下,电解槽厂商需要更全面、更深度的产业链支持,产业需要构建更完善的分工体系。电极作为电解槽成本与性能的核心,电极企业的创新速度将直接影响产业链的发展速度。

  以莒纳科技为代表的供应商已经进行了积极的布局。

  基于对技术发展的长期跟踪和对市场发展趋势的预判,在技术方面,莒纳科技已经完成了三技术路线布局,能够满足客户对不同场景、不同应用的要求,站在技术发展潮流前沿。

  在ALK方面,率先推出了电密最高可达11900A/m²、低能耗的JA系列电极产品,推动碱性电解槽走入万A电密时代,满足碱性电解槽高电密发展趋势;

  在PEM方面,其低成本、高性能膜电极产品将于2023年底于成都正式投产,有利于推动PEM电解槽规模化应用;

  在 AEM 方面,莒纳科技已经完成了适配弱碱性环境的高活性、非贵金属催化剂研制,AEM膜电极已经完成小试,预计明年推出产品,以低成本、膜电极推动AEM制氢技术发展。

  首批装载莒纳科技JA碱液电极的产品,将于2023年第四季度实现商业化运行。

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