韩国能源研究院开发出高性能碳纤维基海水电解电极
2025-08-09 11:01
来源:韩国能源研究院
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韩国能源研究院(KIR)宣布,已成功开发出一种高性能碳纤维基电极,该电极可在大电流环境下长期保持稳定性能,是全球首例利用碳纤维支撑的海水电解电极在大电流条件下成功实现800小时以上连续运行的案例,证明了其商业可行性。

电解技术是分解水制氢的环保技术,直接利用海水的海水电解作为解决淡水短缺问题的方案备受关注。但现有海水电解装置的电极在催化剂和载体方面存在局限,常用贵金属催化剂成本高昂,金属载体易受氯离子腐蚀、使用寿命短。研究团队虽利用碳纤维作为载体,因其具有耐腐蚀性、导电性、柔韧性和价格竞争力等优势,但现有碳纤维基电极在大电流条件下长期运行会出现性能下降和结构损坏问题,商业化困难。

为克服这些缺陷,研究团队专注于碳纤维的酸处理工艺,设计了新型专用酸处理容器,防止高浓度硝酸溶液浓度波动,实现最佳表面处理效果。此工艺增强了碳纤维载体的亲水性,使钴、钼和钌离子分散均匀,其中贵金属钌仅占催化剂总重量的1%,却表现出优异性能。

与现有电极相比,新开发的电极过电压降低25%,制氢效率提高1.3倍,还具有优异耐用性,在500毫安/平方厘米的大电流条件下连续运行超800小时后,仍能保持初始性能,且催化剂中的金属离子运行后保持稳定、不会泄漏。此外,研究团队还成功合成了25平方厘米的大面积电极,增加了商业化可能性。

主导这项研究的韩智亨博士表示,这是全球首例使用碳纤维支撑电极进行海水电解且在工业级大电流条件下实现超一个月长期运行的案例。研究团队计划通过超过1000小时的长期运行评估以及基于大面积单元的模块化和堆叠研究,将该技术推广到示范阶段。

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