一、公司簡介
安徽聚石氫友科技有限公司(下稱:聚石氫友)成立于2024年6月18日,位于安徽省安慶市高新區,是米蘭體育與合肥工業大學聯合成立的公司,專注于陰離子交換膜水電解(AEMWE)制氫關鍵材料的研發、生產和銷售。近期聚石氫友在原先高性能陰離子交換膜(AEMemr®)的基礎上,再次實現了AEMWE中催化層離聚物(AEMemr®-PAI-1-5E)的關鍵技術突破,并且從單體設計合成、到聚合生產工藝均擁有自主產權。
二、精準“拿捏”離聚物關鍵特性 在AEM電解水制氫領域,催化層離聚物作為膜電極組件(MEA)的核心要素之一,扮演著舉足輕重的角色。 離聚物是一種帶有離子化和電中性單元的聚合物,它就像是AEM膜與催化劑之間的“粘結劑”,又絕非普通的連接物可比。在AEM電解槽工作時,離聚物負責將氫氧根離子(OH−)從膜傳輸至催化劑活性位點,同時也為催化劑層構建孔隙網絡,確保氣體的順利排出。它還肩負著固定催化層的整體架構,使其緊密貼合底層基底,從而賦予MEA更長的使用壽命。 目前的許多應用中使用的催化層離聚物與AEM結構相同,但實際上離聚物的選擇需要綜合考慮與AEM的適配性以及其自身的氣體滲透性等諸多因素。比如,AEM要盡量降低氣體滲透性,以阻止氧氣和氫氣的泄露,而離聚物卻要具備高氣體滲透性,以便快速排出產物氣體,避免堵塞催化劑的活性位點。因此兩者的使用需求在氣體滲透性方面是截然相反的! 三、產品亮點深度剖析 AEMemr®-PAI-1-5E是一種基于聚芳族主鏈的高性能聚電解質材料。它在多種低沸點醇類溶劑中展現出優異的溶解性,是國內首款能夠實現規模量產的催化層離聚物。該材料離子電導率高,同時具備出色的粘結性能,能夠輕松與多種催化劑進行附聚組裝。AEMemr®-PAI-1-5E是水電解槽、燃料電池等裝置膜電極制備的關鍵材料,其在以下多個方面均展現出顯著的優勢。 離子傳導性能卓越:AEMemr®-PAI-1-5E采用先進的材料合成工藝,確保離聚物具有高離子交換容量(IEC),能夠有效促進氫氧根離子在膜與催化劑之間的快速傳輸(> 180 mS/cm @ 80℃)。 機械穩定性優異:AEMemr®-PAI-1-5E具備良好的機械性能,能夠在電解水過程中承受一定的機械應力,防止催化劑層的脫落和破損。它與底層基底緊密結合,形成穩定的界面,為整個MEA提供了可靠的機械支撐,延長了其使用壽命,減少了設備的維護成本和更換頻率。 氣體管理能力出色:AEMemr®-PAI-1-5E通過合理的結構設計使其具有高氣體滲透性,能夠快速排出產物氣體,避免氣體在催化層中的積聚,從而防止堵塞活性位點,提高了催化劑的利用率和反應效率。這在電解水制氫的高電流密度運行條件下尤為重要,能夠確保設備的穩定運行和高效產氫。
四、案例:用于堿性膜水電解 聚電解質溶液AEMemr®-PAI-1-5E與高強度陰離子交換膜AEMemr®-PAW-1-60的組合,為陰離子交換膜水電解(AEMWE)提供了一種高效且穩定的解決方案。該組合可匹配非貴金屬催化劑,并表現出卓越的電解水性能(1.80 V , 3.0 A cm−2, 1 M KOH, 80℃),可制備出高純度H2 ( >99.98%)。此外,在80℃、2 A cm−2的工況下,系統可實現1000 h長期穩定運行,其電壓增長率僅為76 μV h−1。
相較于傳統的堿水電解槽,AEMWE在適應波動電源方面具有顯著優勢,其動態響應時間極短,能夠靈活適配風能、太陽能等可再生能源。如上圖所示,采用聚電解質溶液AEMemr®-PAI-1-5E與AEMemr®-PAW-1-60陰離子交換膜組裝的電解槽,可在1秒內實現電流的快速響應,輕松應對在60℃條件下從1 A cm−2到2 A cm−2的變載測試。經過1000 h的耐久性測試后,該電解槽仍能保持超過99%的法拉第效率,且膜的離子交換容量(IEC)未發生任何變化。這一結果充分證明了聚電解質溶液與陰離子交換膜在機械性能和化學穩定性方面的卓越表現。
五、著眼未來,引領行業發展 隨著全球對清潔能源的需求不斷增長,電解水制氫技術將迎來更廣闊的發展空間。這款催化層離聚物AEMemr®-PAI-1-5E憑借其卓越的性能和廣泛的應用前景,將成為AEM電解水制氫領域不可或缺的核心材料之一。米蘭體育也將持續投入研發資源,不斷優化產品性能,為推動電解水制氫行業的發展貢獻更多力量。
如果您對這款催化層離聚物感興趣,想要進一步了解其詳細信息或者進行采購洽談,請隨時聯系米蘭體育。讓米蘭體育攜手共創氫能美好未來!