在全球碳中和戰(zhàn)略深入推進與氫能產業(yè)加速發(fā)展的背景下,電解水制氫作為綠氫生產的核心技術,其效率提升與成本控制成為行業(yè)關注的焦點。其中,電極材料的性能直接影響電解槽的制氫效率與長期穩(wěn)定性。益陽菲美特新材料研發(fā)生產的泡沫鐵鎳合金,憑借獨特的結構優(yōu)勢與優(yōu)異的催化性能,正成為堿性電解槽(ALK)與陰離子交換膜電解槽(AEM)領域的關鍵材料,為制氫產業(yè)的降本增效提供了重要支撐。
泡沫鐵鎳合金采用三維網孔結構設計,孔徑范圍覆蓋20-450μm,孔隙率高達98%以上,這一特性使其比表面積較傳統(tǒng)平面電極提升數百倍。超大的比表面積不僅顯著增加了電解液與電極的接觸面積,縮短了傳質距離,還有效降低了氣泡附著導致的能量損耗,從結構層面為電解反應效率的提升奠定了基礎。同時,鐵鎳兩種金屬的協(xié)同作用賦予材料優(yōu)異的綜合性能:鎳基成分保證了在堿性介質中的高活性與耐腐蝕性,鐵元素則憑借高親氧性增強了對OH?的吸附能力,成為析氧反應(OER)的高效促進劑,二者結合使材料在催化反應中表現出卓越的動力學性能。
在電解槽的核心組件中,泡沫鐵鎳合金展現出多場景適配性。在催化層應用中,其可同時滿足陽極析氧反應(OER)與陰極析氫反應(HER)的需求。作為陽極催化材料,能提供豐富的活性點位,降低析氧過電位,據權威檢測,采用泡沫鐵鎳的堿性電解槽在實際工況下直流能耗可低至4.0-4.3kWh/標方,能量效率達80-85%;作為陰極催化材料,其穩(wěn)定的化學性質可保障析氫反應的持續(xù)高效進行。在擴散層(GDL/PTL)應用中,泡沫鐵鎳繼承了傳統(tǒng)泡沫鎳的優(yōu)勢,既能高效擴散氫氣與氧氣,又可通過良好的導電性與導熱性實現電子與熱量的快速傳導,且成本更具競爭力,成為替代傳統(tǒng)材料的理想選擇。