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斯坦福大學ACS Energy Lett.：評估質子交換膜電解槽中的還原貴金屬催化劑

質子交換膜（PEM）水電解槽是脫碳制氫的關鍵技術之一。雖然質子交換膜電解槽系統的市場正在增長，但是目前商用系統中使用的貴金屬催化劑的成本和可用性可能會限制其部署。

基于此，美國斯坦福大學Thomas F. Jaramillo（通訊作者）等人報道了雖然銥（Ir）的可用性在短期內不妨礙部署，但是Ir商品價格的無彈性是引起緊迫關注的原因。作者強調催化劑材料的多樣化，即使是其他貴金屬，也可以降低系統成本，降低供應鏈風險。

在本文中，作者解決了兩個關鍵問題：

（1）Pt和Ir稀缺性對PEM電解槽部署率有何影響？

（2）新型催化劑的活性、穩定性和材料成本指標應如何優化，該優化如何取決于電解槽的應用？作者說明了如何通過PEM電解槽衍生的H₂需求來合理化催化劑材料稀缺性問題。

作者進一步討論了PEM催化劑的多樣化，特別是通過利用替代貴金屬或非貴金屬，如何在降低資本成本的同時降低材料稀缺的風險。

然后，作者應用H₂(LCOH)分析的平準化成本，在不同的PEM電解槽操作制度下，為新型催化劑（例如非貴金屬催化劑）建立成本驅動的性能指標。作者建議將該LCOH模型用作指導和評估未來催化劑開發的骨架。

此外，我們還分析了催化劑資本成本和催化劑活性在一系列操作條件（即容量系數、電價）下的平衡。本文提出的骨架是確定貴金屬和非貴金屬催化劑性能目標（即活性、穩定性、材料成本）的第一步，該目標是PEM電解槽運行條件的函數。

Evaluating the Case for Reduced Precious Metal Catalysts in Proton Exchange Membrane Electrolyzers. ACS Energy Lett., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01869.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01869.

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