在全球碳中和战略深入推进与氢能产业加速发展的背景下,电解水制氢作为绿氢生产的核心技术,其效率提升与成本控制成为行业关注的焦点。其中,电极材料的性能直接影响电解槽的制氢效率与长期稳定性。益阳菲美特新材料研发生产的泡沫铁镍合金,凭借独特的结构优势与优异的催化性能,正成为碱性电解槽(ALK)与阴离子交换膜电解槽(AEM)领域的关键材料,为制氢产业的降本增效提供了重要支撑。
泡沫铁镍合金采用三维网孔结构设计,孔径范围覆盖20-450μm,孔隙率高达98%以上,这一特性使其比表面积较传统平面电极提升数百倍。超大的比表面积不仅显著增加了电解液与电极的接触面积,缩短了传质距离,还有效降低了气泡附着导致的能量损耗,从结构层面为电解反应效率的提升奠定了基础。同时,铁镍两种金属的协同作用赋予材料优异的综合性能:镍基成分保证了在碱性介质中的高活性与耐腐蚀性,铁元素则凭借高亲氧性增强了对OH⁻的吸附能力,成为析氧反应(OER)的高效促进剂,二者结合使材料在催化反应中表现出卓越的动力学性能。
在电解槽的核心组件中,泡沫铁镍合金展现出多场景适配性。在催化层应用中,其可同时满足阳极析氧反应(OER)与阴极析氢反应(HER)的需求。作为阳极催化材料,能提供丰富的活性点位,降低析氧过电位,据权威检测,采用泡沫铁镍的碱性电解槽在实际工况下直流能耗可低至4.0-4.3kWh/标方,能量效率达80-85%;作为阴极催化材料,其稳定的化学性质可保障析氢反应的持续高效进行。在扩散层(GDL/PTL)应用中,泡沫铁镍继承了传统泡沫镍的优势,既能高效扩散氢气与氧气,又可通过良好的导电性与导热性实现电子与热量的快速传导,且成本更具竞争力,成为替代传统材料的理想选择。