文章来源：techxplore | 翻译：世界铂金投资协会
近期一项研究指出，水电解槽初期性能下降的主因是阴极上的铂 (Pt) 催化剂颗粒发生团聚。
研究团队透过实施干式阴极操作——防止液态电解质与阴极直接接触——成功将性能衰退降低近50%，从而加速实现更可靠且具商业可行性的绿氢生产技术。
UNIST 能源化学工程学院的Youngkook Kwon 教授及其研究团队发现，与先前的假设相反，初期的性能恶化主要源于阴极。他们的研究结果表明，在干式阴极条件下操作能有效减缓这种初期衰退。
水电解是利用电力将水分解为氢气和氧气的过程，是一种极具潜力的洁净能源技术。在各种类型中，阴离子交换膜 (AEM) 水电解槽因其抗腐蚀性与轻量化设计而特别具有优势。
然而，一个持续存在的挑战是“初期衰退”，其特征是在运转的最初几小时内电压迅速升高，这会大幅降低效率，因为更高的电压意味着产生相同氢气需要消耗更多能源。
研究显示，超过 90% 的初期衰退源于发生析氢反应的阴极。具体而言，铂催化剂颗粒的团聚——主要由阴极存在的水分引起——导致反应活性与性能下降。
团队采用其开发的新型三电极分析法，而非传统的双电极装置，从而精确定位了性能损失的来源。传统的双电极测量方法往往难以厘清是哪个电极出问题，通常将问题归咎于阳极。
相较之下，新方法能够进行针对性分析，揭示了干式阴极操作能显著减少电压升高：在最初的40 小时内，电压上升幅度减少了近一半——从约 163 mV 降至 96 mV——这表明氢气产出能维持更长时间的稳定。
该研究的第一作者 Tae-Hoon Kong 解释说：“阳极通常采用成熟的湿式操作条件，而阴极则在湿干混合的条件下运作。我们的研究透过实验证明，阴极中残留的水分会促使铂颗粒团聚，进而导致初期衰退。这一发现为制定新的操作标准铺平了道路。”
Kwon 教授强调：“尽管 AEM 水电解是一种极具前景的绿氢生产方法，但其商业化进程一直因初期的快速性能下降而受阻。”
“我们的研究结果表明，仅透过简单的操作调整，例如采用干式阴极条件，就能显著提升这些系统的长期稳定性，为商业化部署提供了一条切实可行的路径。”
“此外，这种创新的分析方法还可应用于电极材料开发、耐用性评估及电极设计优化，为电化学能源技术的进步做出广泛贡献。”（来源：techxplore）
