韓國(guó)能源研究所（KIER）研究團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)科學(xué)》期刊發(fā)表成果，開發(fā)出一種用于堿性水電解的鎳鈷異質(zhì)結(jié)電極。該電極由氧化鎳與鎳鈷合金構(gòu)成，在堿性條件下性能可媲美貴金屬鉑基催化劑。研究所宣稱該技術(shù)使電極材料成本降低約99%，但需明確的是，這一數(shù)據(jù)僅針對(duì)電極金屬原料成本，而非Zui終綠氫的生產(chǎn)成本。

綠氫成本主要受電價(jià)、設(shè)備折舊、工廠運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)及電堆效率影響，電極金屬僅占系統(tǒng)總成本的一小部分。堿性電解槽還需采購(gòu)隔膜、多孔傳輸層、雙極板、電力電子設(shè)備及水處理系統(tǒng)等。因此，單一材料成本的下降雖能移除部分經(jīng)濟(jì)障礙，但短期內(nèi)仍不足以使綠氫價(jià)格大幅低于化石燃料制氫。

在技術(shù)性能方面，該異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)通過分工降低反應(yīng)能壘：氧化鎳促進(jìn)水分子解離，鎳鈷合金協(xié)助氫原子結(jié)合成氫氣。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在10毫安/平方厘米電流密度下，新電極過電位為22.7毫伏，顯著低于商用鉑基參考電極的56.5毫伏；在100毫安/平方厘米下分別為130.9毫伏與181.6毫伏。單電池測(cè)試中，該電極在25%氫氧化鉀溶液、80攝氏度環(huán)境下以1安培/平方厘米運(yùn)行時(shí)，工作電壓為2.014伏特，較裸鎳泡沫電極降低262毫伏（降幅約11%）。

針對(duì)可再生能源發(fā)電的間歇性特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)評(píng)估了啟停循環(huán)耐久性。半電池測(cè)試表明，復(fù)合電極在經(jīng)歷600次啟停循環(huán)后性能保持穩(wěn)定，電壓漂移極??；單電池在400毫安/平方厘米與零電流間切換后，工作電壓僅上升13毫伏。此外，連續(xù)100小時(shí)恒流運(yùn)行也未出現(xiàn)明顯電壓衰減。這些數(shù)據(jù)證實(shí)了電極對(duì)波動(dòng)電源的耐受性，但實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的循環(huán)次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)尚不能直接等同于工業(yè)級(jí)數(shù)十萬(wàn)小時(shí)的服役壽命。

從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H工廠應(yīng)用仍存在三個(gè)主要缺口：一是超出當(dāng)前循環(huán)次數(shù)的長(zhǎng)期衰減機(jī)制尚未完全明確，測(cè)試中觀察到微量鈷溶解現(xiàn)象；二是單電池優(yōu)異表現(xiàn)尚未在兆瓦級(jí)完整電解槽中得到驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)目前正將電極直徑擴(kuò)大至40厘米，并計(jì)劃將面積擴(kuò)展至5000平方厘米以上以開展兆瓦級(jí)測(cè)試；三是異質(zhì)結(jié)的實(shí)際制造成本并未計(jì)入，水熱生長(zhǎng)、400攝氏度煅燒及控制電沉積等工藝仍需核算能耗、良率與設(shè)備投入。

此外，該方案用鈷替代鉑雖規(guī)避了貴金屬稀缺問題，但仍面臨鈷供應(yīng)鏈集中、開采環(huán)境社會(huì)成本及電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)等挑戰(zhàn)。未來商業(yè)化需明確每平方米電極的實(shí)際鈷載量、長(zhǎng)期損耗率及Zui低有效負(fù)載閾值。研究團(tuán)隊(duì)表示，下一步將優(yōu)化工藝以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并持續(xù)推動(dòng)電極面積向兆瓦級(jí)系統(tǒng)部署邁進(jìn)。

資料來源：Intelligent Living；原文發(fā)布日期：2026-10-27。本文為資料編譯。