近日，东芝开发了一款采用"PEM（高分子电解质膜）水电解法"的新型水电解评估装置，可在高压条件下进行制氢与评估。这是东芝推动"电转气"技术研发的重要举措，该技术可将可再生能源转化为氢气，并实现氢能的储存与运输。

该装置依照《高压气体安全法》设计，可在5兆帕以下的压差条件下进行水电解评估。东芝利用该装置，对采用其新开发的铱节省型电极催化剂的膜电极组件进行了3.5兆帕压差条件下的评估。该催化剂将铱的使用量降至传统用量的十分之一。结果显示，即便在高压与常压反复循环的条件下，该装置仍实现了超过1500小时的稳定连续运行。

这一成果通过同时提升氢能储运效率并降低稀有金属铱的枯竭风险，将为可持续氢能社会的实现做出贡献。

技术的特点

在PEM水电解中，通过使用将电解质膜与电极一体化的膜电极组件对水进行电解来产生氢气。

本研究将采用东芝溅射法形成的铱减量阳极催化剂的膜电极组件，安装到高压PEM水电解评估装置中进行了评估。在该装置中，通过关闭排出所产生氢气的配管，实现了阴极侧最高5兆帕、阳极侧大气压的压差条件。在此条件下，进行了电流密度2安培/平方厘米下超过1500小时的连续运行，以及高压与常压反复循环的压力循环测试。

结果显示，所有测试均未观察到明显的电压上升，电压特性保持稳定。这证实了东芝开发的即使大幅减少铱用量也能保持电极催化剂性能的特性，使其在高压和压力波动环境下也不易发生劣化。

同时，通过减小内部容积，即便使用小型膜电极组件，也能在短短几十分钟内完成加压与泄压的压力循环测试，从而能够模拟实际操作中的加压条件进行高效评估。

这项技术的意义在于，它展示了日本在高压PEM水电解装置的研发成果，并证实了使用铱减量电极催化剂的膜电极组件即使在加压条件下也具备足够的耐久性。

东芝将利用这款新开发的符合《高压气体安全法》的高压PEM水电解评估装置，验证其在更高压力下的耐久性，并以提升制氢效率为目标推进膜电极组件技术。通过这些努力，东芝将加速高压水电解技术的实用化进程，为可再生能源制氢的普及和氢能社会的实现做出贡献。

来源：氢看世界