Smoltek+贺利氏：制氢催化剂工业级突破，铱用量降95%

Smoltek Nanotech Holding AB (publ)（简称“Smoltek”）近日宣布，其子公司 Smoltek Hydrogen 最近登上了国际知名行业期刊《化学工程》四月刊。

文章重点介绍了该公司的纳米纤维技术，认为该技术在提高电解槽的催化活性的同时，减少了 95% 的铱等铂族金属的用量——这一突破对于扩大通过质子交换膜 (PEM) 水电解生产绿色氢气至关重要。

Smoltek Hydrogen 首席执行官 Ellinor Ehrnberg 表示：

“《化学工程》关注我们并联系我们进行采访，这证实了我们正在解决生产非化石燃料氢气的一个关键问题，即铱的短缺和成本。这也证明了我们的解决方案独一无二，对未来能源解决方案意义重大。”

《化学工程》是全球最受尊敬的化学和能源工程期刊之一，读者群体很多从事未来能源解决方案（包括用于生产绿色氢气的电解槽）的决策者、工程师和开发人员。

这篇题为“纳米纤维显著提升超低铱电解催化活性”的文章介绍了Smoltek Hydrogen公司专有的多孔传输电极（PTE）如何在不影响PEM电解槽性能的情况下，将铱含量降低高达95%。

通常做法

开发用于电解的低铱催化组分的尝试通常侧重于将铱与以更廉价材料为核心的聚合物浆料混合，但这些方法会牺牲电流密度和催化效率。

Smoltek Hydrogen的新做法

与传统的催化剂涂层膜 (CCM) 不同，Smoltek 的多孔传输电极 (PTE) 技术将铱粒子和离子聚合物（墨水）的浆料涂覆在非导电聚合物膜上，而碳纳米纤维则直接生长在多孔钛基底上，从而将可用表面积增加了 30 倍，同时铱的用量减少了高达 95%。

这种“墨水”涂层方法依赖于水能够到达涂层表面下方的铱，从而产生必要的催化剂表面积。然而，涂层厚度存在严重限制，因为较低的粒子密度会将铱与电源隔离，无法达到所需的活性表面积。

此外，薄而易碎的涂层还存在耐久性问题。

“在传统的CCM(Catalyst Coated Membrane,即催化剂涂覆膜法) 中，铱粒子在浆料内部会变得拥挤。铱粒子堆积得非常紧密，以至于水无法流入并到达被其他粒子遮挡的粒子。此外，刚刚产生的氧气无法排出，从而形成越来越大的氧气气泡。这些气泡还会将铱与水隔离开来。”Smoltek Hydrogen 总裁 Ellinor Ehrnberg 解释。

Smoltek Hydrogen 的新技术很好解决了这个问题。她表示，将铱直接沉积在导电碳纳米纤维上，可以确保所有铱原子都具有活性且易于接触，从而提高电化学过程的效率。

“开放式纳米结构设计使水能够畅通无阻地进入铱催化剂，并有效去除产生的氧气，防止气泡形成，并确保催化活性的一致性。

在质子交换膜 (PEM) 电解槽中，Smoltek 的 PTE 旨在取代现有的多孔传输层 (PTL) 以及涂覆在膜上的阳极催化剂层。

Smoltek 目前正与多家客户合作，在实验室规模上评估该电极，并于 2 月宣布与贺利氏贵金属公司 (Heraeus Precious Metals) 建立战略合作，以扩大生产规模，并为全面上市做好准备。

“我们在实验室环境下取得了令人鼓舞的成果，包括在 250 小时制氢耐久性测试中，每平方厘米仅需 0.1 毫克铱。这一里程碑表明该技术具有可扩展性和商业应用潜力。

Smoltek Hydrogen计划于2026年开始小规模工业化生产新产品，并计划于2027年实现全面商业化生产。

目前，该公司业务涵盖半导体和氢能两大领域。Smoltek通过其广泛的专利组合保护其独特的碳纳米技术，该组合包含110多项已申请专利，其中94项已获授权。