氢听剧场 | 伍则霖：《迪诺拉碱性水电解制氢电极》

迪诺拉电极成立于1923年，这100多年来我们始终专注于一件事，就是电极的生产与研发。迪诺拉集团在全球拥有17家工厂，并部署了5家研发中心，有超过100位科学家专注于电极领域的研发，集团年产电极超过1000万片，电极年产能达到100万平方米，其中我们苏州工厂年产能达到30万平方米，在制氢电极领域，集团总出货量已达到了1.9GW。

在制氢领域，我们集团也有一系列的产品，尤其是用于碱性电解水制氢的高性能、活性阴极和阳极。迪诺拉集团和蒂森克虏伯集团合资子公司蒂森克虏伯新纪元公司拥有大量的绿氢工程案例，比如说刚刚提到的沙特2GW绿氢项目，此外荷兰氢能一号制氢规模达到200兆瓦。在瑞典和芬兰分别有一个700兆瓦和120兆瓦的项目。沙特的项目制氢规模达到2.2个GW，其中已经发货量达到了800个兆瓦，而所有的这一切都离不开迪诺拉高性能活性电极。

我们先来看中间这张图，横坐标、单位面积、单位时间、产氢量，纵坐标每生成一千克氢气的能耗。图中横线上半部分表示阳极，下半部分表示阴极，绿色的线表示传统电极，红色的线表示迪诺拉高性能活性电极，而绿线和红线之间的部分就是迪诺拉高性能活性电极能为你节约的能耗。

让我们从电流密度和小室电压的角度再来看一下这个问题。这张图横坐标电流密度、纵坐标电解槽小室电压，图中蓝色的区域表示传统电极，绿色的区域表示迪诺拉高性能活性电极。从这张图我们可以看出，迪诺拉高性能电极不仅能在远超传统镍或者雷尼镍电极的电流密度上限的条件下运行，并且在相同的电流密度下，由于析氢析氧过电位低，可以带来一个明显的单元槽电压的下降。图中蓝色和绿色之间的部分就表示迪诺拉高性能活性电极带来的单元槽电压的下降。这位是我们公司的创始人迪诺拉先生，他对于电化学产业界最大的贡献就是率先实现了混合金属氧化物涂层的商业化。如果没有混合金属氧化物涂层，就没有今天电化学领域水溶液体系中这么多高电流密度的现代电化学应用。而我们今天所提到的制氢电极也是基于混合金属氧化物的产物。这两张图分别是混合金属氧化物电极放大12万倍和6000倍之后的扫描电镜图片，这一页展示的是水的理论分解电压为1.23伏，同时水电解的热中心电压为1.48伏，但是在实际情况中，我们很难看到这么低电压运行的电解槽，导致实际运行的电压远高于理论值的原因之一就是存在析氢过电位。

产业界为了提升阴极性能做出过很多尝试，比如这里使用的喷砂镍或者这里所展示的雷尼镍，但是无论是喷砂镍还是雷尼镍，它们的工作原理都是通过增大比表面积来提升阴极性能。而迪诺拉所采用的混合金属氧化物涂层，通过降低析氢过电位，从而可以大幅提升阴极性能。相比于传统电极，迪诺拉高性能活性阴极可以轻松将析氢过电位降低约200个毫伏。

除了具备优异的电催化活性，在稳定性方面迪诺拉高性能活性阴极表现也十分出色。电解槽在无保护状态下停车会出现反向电流，该反向电流是由电解过程中形成的氧化还原偶的电位差所驱动的，而反向电流会使阴极电位向氧化电位漂移，使阴极材料面临被腐蚀的风险。这一张图纵坐标析氢电位其数值越接近于0，表示催化性能越好。横坐标表示停车次数。我们先来看最下方的橘黄色的线，它表示的是传统贵金属阴极，我们可以看到在数次无保护停车的条件下，其催化性能大幅下降，而这张图最上方紫色和浅蓝色线表示迪诺拉高性能活性阴极，我们可以看出无保护停车对其影响十分有限。

这一张图纵坐标电位，横坐标右侧是阳极，左侧是阴极，在电解槽正常运行的条件下，阴极始终处于被保护状态，但是在无保护停车的时候，阴极电位漂移至红色的腐蚀区域，使阴极材料面临被腐蚀的风险，不仅仅阴极上涂层有被腐蚀的风险，作为基材的镍也有可能被腐蚀。

这张图纵坐标电位，横坐标PH，在无保护停车的时候阴极电位处于右侧的镍腐蚀区域，此时迪诺拉高性能活性阴极涂层可以保护镍基材免于腐蚀。

总结一下，传统的氧化镍和雷尼镍稳定性很好，但催化活性差。传统的贵金属电极催化活性很好，但稳定性差，必须配备极化保护装置，而右上角的迪诺拉高性能活性阴极不仅具备优异的催化活性，而且稳定性也十分出色。这一页所展示的是迪诺拉高性能电极在工业化的应用数据。大家现在看到这4个案例的共通之处都是使用了迪诺拉高性能活性阴极，我们先来看第一个案例，在搭配使用了迪诺拉高性能活性阴极和阳极之后，电流密度可以达到12000安/平米，就算仅使用迪诺拉高性能活性阴极，以纯镍网作为阳极，电流密度也可以达到9000安/平米。所以我们的建议是，始终保持阴极的活化，如果对性能有进一步的要求，也可以搭配使用活化阳极。这一页所展示的是我们迪诺拉中国公司就在苏州工业园区，去年扩产完成之后，电极年产能由10万平方米大幅提升至30万平方米。如果这个年产能全部用于生产制氢电极，相当于我们的产能从1个GW提升至了3个GW。

最后欢迎大家来苏州访问交流，谢谢大家，我的汇报到此结束。

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