陶瓷电极是风光可再生能源制氢中的优解方案

（来源：中国改革报）

转自：中国改革报

“在风光可再生能源制绿氢中，陶瓷电极是优解方案。因为陶瓷电极具备超强抗腐蚀、超稳定结构、超长使用寿命等优点，其核心原理是利用陶瓷氧空位+稳定剂的协同机制，可以实现电极在苛刻工况下的高活性与长寿命统一。”在第十一届中国能源发展与创新大会上，合肥盈锐高科新材料科技有限公司创始人兼CEO宋邦洪表示，材料组分设计、晶体结构调控、先进制备工艺的协同优化是实现该关键技术的重要路径，同时需要做到从基材设计到工程化量产工艺的全链条技术突破。

“下一步，陶瓷电极适配风光波动性和高温高压工况，并通过材料设计和结构创新实现技术突破，其兼顾稳定性和成本，是碱性电解槽领域的突破性技术路线与未来方向。”宋邦洪说。

针对当前风光等不稳定电源、波动性电源，宋邦洪表示，电解槽面临超跑滴漏、气道口腐蚀、寿命验证不足、气体纯度问题、性能衰减、负荷适应性弱等六大技术痛点以及高性能、长寿命、低成本、高安全等四大业主诉求，长寿命是解决行业矛盾、满足业主需求的唯一出路。

宋邦洪说，针对大型电解槽，需要破解6个问题：一是大标方设计，但需避免追求超大尺寸，拒绝几何放大。二是结构创新，包括方形、圆形电解槽以及各种支撑结构的探索，但拒绝带有安全隐患的产品大规模商用。三是小体积优化，可解决滴漏难题，降低系统综合成本。四是关键新材料，须突破传统催化电极局限。五是高电流密度，目前已实现4000A/m2商业化，未来可迈向6000A/m2或更高。六是制造新工艺，革新组装工艺，焊接与非焊接抉择。

“风光波动性电源对催化电极至少有四方面危害，即反极/反向电流、氧化还原循环、热—气疲劳、传质不均。”宋邦洪介绍，传统雷尼镍/纯镍电极失效机理主要包括铝残留相腐蚀、多孔结构坍塌、镍骨架氧化和合金相分解，其中，腐蚀与烧结是导致雷尼镍电极性能衰减的两大关键因素，镍骨架氧化和合金相分解会导致电极内阻增大、活性中心失活，最终缩短服役寿命。

“在多元电极方面，Ni-Mo电极面临核心问题是Mo溶解与流失，进一步导致电子协同效应失效，造成严重的羟基中毒。此外，在风光波动电源情况下，电极稳定性存在明显不足。”宋邦洪指出，Ni-Co多元电极存在活性组分失衡风险，氧化物产物会阻碍导电性，并造成结构应力累积与坍塌。

（本组稿件由张小宝、陈学谦、郭兴、刘波、石琳琳、张莉婧、朱黎编辑整理）