（1）成果简介

新能源作为战略性新兴产业，是保障国家能源安全、推动经济高质量发展的支柱，以其清洁低碳属性助力减少碳排放、守护生态环境，成为实现“双碳”目标的核心支撑。电解水制氢是当前生产绿氢（利用可再生能源制氢）的核心技术，其中碱性水电解（ALK）是目前工业化最成熟的技术方案。推动绿氢从示范应用走向工业替代，取决于制氢效率和稳定性的提升与成本降低。催化电极作为电解槽的重要部件，其性能直接影响电解槽的电解效率、能耗水平、使用寿命、稳定性以及产物纯度等关键指标。矿冶集团北矿新材通过采用电极异质结催化结构设计、高精度等离子喷涂轨迹控制和阳极新型活化等工艺，制备了高性能催化、高结合强度高稳定镍基电极，并实现了批产。该系列电极针对电解槽中阴极和阳极发生的电化学反应机理不同的特点，通过不同制备技术为阴极和阳极生产定制化催化电极。阴极电极采用的催化材料具有免活化、耐反向电流、高催化活性、高使用寿命等特点；阳极电极通过新型活化后处理工艺，具有更高的催化活性和更低的杂质元素残留量。该电极系列能有效提高碱性电解槽对绿电工况的适应性，提高制氢效率延长使用寿命，降低制氢能耗，节省制氢成本。

（2）主要性能指标及适用条件范围

该电极材料适用于传统碱性电解槽与接入风光绿电的新型碱性电解槽。在4000A/m2电流密度下，电解槽小室电压可达到≤1.70V，能耗低至4.06kW·h/Nm3；稳定性方面，该电极经过1000次加速抗反向电流启停测试后，催化性能衰减≤1%。

（3）成果应用情况

已大量在电解槽龙头企业的1000、2000Nm3/h大型碱性电解槽内列装应用，有效解决了风、光等可再生能源制备的“绿电”条件下，设备频繁启停，且电压波动大导致的工作可靠性和成本问题，产品性能方面达到了世界先进水平。

（4）成果展示

图1 高性能镍基催化材料微观结构

图2 电极宏观外形

图3 应用部位示意图