Прорыв в производстве водорода: расход редкого иридия снижен на 90%

Компания VSPARTICLE, работающая в области наноматериалов, совместно с Plug Power Inc. и Центром чистого водорода Университета Делавэра объявила о создании технологии, способной кардинально изменить рынок зеленой энергетики. Разработка позволяет производить катализаторы для водородных электролизеров, сокращая использование редчайшего и дорогого металла, иридия, на 90%. Этот прорыв снимает одно из главных ограничений на пути к массовому производству экологически чистого водорода.

Результаты исследования, представленные на конференции Электрохимического общества в Чикаго, показывают, что новая технология превосходит цели Министерства энергетики США на 2026 год. Она открывает путь к производству зеленого водорода по цене около 1 доллара за килограмм. Это делает его конкурентоспособным по сравнению с водородом, получаемым из природного газа, стоимость которого, по данным Международного энергетического агентства, составляет от 1,50 до 2,50 долларов за килограмм.

Тесты, проведенные Plug Power, подтвердили исключительную долговечность и эффективность новых катализаторов. Уровень деградации за 8000 часов работы составил менее 2,3 мкВ/ч, что эквивалентно десятилетнему сроку службы системы. При этом высокое рабочее напряжение позволяет получать больше водорода при тех же затратах энергии, что является ключевым фактором для промышленного применения.

«Эти данные в сочетании с масштабируемостью нашей технологии превращают фундаментальное ограничение в реальное решение», — заявил Айке ван Вугт, генеральный директор VSPARTICLE. Он пояснил, что их процесс сухого напыления — это не просто альтернатива традиционному распылению, а «полная переработка» производственного процесса, позволяющая использовать иридий с почти идеальной эффективностью. Это «недостающее звено», которое позволит отрасли масштабировать производство до многогигаваттного уровня, не опасаясь дефицита иридия.

Электролизеры с протоннообменной мембраной (PEM) ценятся за их способность быстро реагировать на колебания мощности от возобновляемых источников, таких как солнце и ветер. Однако их главный недостаток — зависимость от иридия, одного из самых редких металлов платиновой группы. Его мировая добыча составляет всего 7–8 тонн в год, что делает его «узким местом» для всей отрасли. Технология VSPARTICLE решает эту проблему, создавая нанопористую структуру катализатора, которая максимально увеличивает рабочую поверхность драгоценного металла и упрощает его последующую переработку.

«Показатели производительности при использовании всего 0,4 мг/см² иридия просто исключительны, — отметил доктор Томас Вальдес, старший менеджер по исследованиям и разработкам в Plug Power. — В ходе нашей оценки электроды VSPARTICLE продемонстрировали долговечность и высокую плотность тока, необходимые для коммерческих систем. Такой уровень использования иридия имеет решающее значение для достижения наших целей по снижению затрат и развертыванию производства».

В сочетании с продолжающимся снижением цен на возобновляемую энергию, которое за последнее десятилетие составило 90% для солнечной энергетики, технологический прорыв создает прочную экономическую основу для зеленого водорода. Это может позволить достичь цели американской программы «Hydrogen Shot» на несколько лет раньше запланированного срока. VSPARTICLE уже наращивает производственные мощности для пилотных проектов с ведущими производителями электролизеров, а начало коммерческих испытаний запланировано на 2026 год. Доктор Юшан Ян, директор-основатель Центра чистого водорода, подчеркнул, что широкое внедрение технологии «может предотвратить кризис поставок иридия и коренным образом изменить экономику производства зеленого водорода».