实验室里的一小步，通向氢能示范地区的一大步

萨安州哈勒–维滕贝格马丁路德大学的化学家发现了电极未来如何借助新型工艺自我完善的途径。材料由此能够承受可再生能源使用过程中的波动条件，从而简化绿色环保氢能的生产。

萨克森–安哈特州明确表示，希望发展成为氢能的示范地区。哈勒–维滕贝格马丁路德大学的化学家首先迈出了一小步，而这一小步蕴藏着实现上述宏伟目标的潜力。借助新型工艺，电极材料经过处理后未来可以在变化条件下（可再生能源发电的馈入）满足各类要求。

材料的进一步发展

氢能生产需要碱性的水电解，该工艺几十年来在工业领域得到广泛的应用。“这项技术在恒定条件下运行卓越，”大学化学学院的米歇尔·布朗（Michael Bron）博士教授解释说，“但当前系统并不适用于可再生能源应用过程中出现的波动情况。”光电和风电的周期性不同，导致所用材料的耐久性缩短，很快便会丧失活性。“我们进一步研发材料，确保这些材料在电解过程中能够承受变化的条件。”

虽然存在类似铱或铂这类高活性的催化剂，它们对波动性能源馈入的适应性较好，但这些材料价格昂贵。氢氧化镍是价格上更有优势的替代方案。一般来说，为了提高稳定性，人们将材料加热至300摄氏度，让一部分材料转化为氢氧化镍。再高的温度将彻底摧毁氢氧化物，从而造成损伤。

布朗教授所带领的化学专家团队向前迈进了一步。他们在实验室中将材料加热至1000摄氏度，并在电子显微镜下观察变化。刚开始，所产生的变化与他们预料的情况一样：颗粒转化成镍氧化物，结构增大。处于这种状态下的材料其实无法用于电解，因为到目前为止人们一直认为，较小的结构体更具活性。然而，研究人员紧接着发现，即便高温加热后，颗粒仍然具有均等的高活性。很明显的一点是，该效应出现在非常高的温度条件下，科学家认为成因在于颗粒的活性氧化物缺陷。

有效系数提升

布朗教授领导的科学团队所发现的效应即便在经过6000次循环后依然存在。加热后的颗粒比未经处理的颗粒可增加50%的发电量。“这意味着有效系数提升了，材料的稳定性有了很大的改善，”布朗解释道。经过这类加工的电极特别适合绿色环保氢能的工业大规模应用。

电解系统制造工业首先必须实现所需的高温加热步骤。大学只能小规模地实现高温加热的处理环节。布朗教授说，企业的研发部门——初创企业或弗劳恩霍夫研究所——现在必须积极行动起来。“电解设备属于成熟系统；大家都熟悉这些材料，或许少量研发工作便可收获巨大的成效。”这位科学家预测，该工艺流程一年后就可以实现大规模的应用。

未来已来

如此一来，萨安州距离建设氢能示范地区的目标又近了许多。该领域已经开展了一系列的研发项目。萨安州寄希望于这种环保能源的巨大力量：“能源重镇施塔斯富特”将在市一级的层面上验证一项能源转型创新方案的可行性，马格德堡则积极开发“未来的氢能工厂”，而安哈特地区的铁路技术联盟TRAINS潜心研制一种绿色环保的轨道车。此外，“巴特洛赫斯塔德（Bad Lauchstädt）能源工业园”将储盐地窖用作为大体积的氢能储存设施，当地充分挖掘了能量源、能源储存设备和化工产业可持续原材料的潜力。萨安州借助800多万欧元的欧盟和联邦州资金，在洛伊纳化学园建设了弗劳恩霍夫化学生物技术过程中心（CBP）的两家试验工厂，用来进一步开发工业标准的电解技术，并推广绿色氢能作为原材料的应用。

作者：Anja Falgowski/萨安州投资与市场有限公司