76ª Reunión Anual de la ISE – Avances en electroquímica y colaboración

Obtain your билета now. This ISE 76th Annual Meeting offers accessible demonstrations that translate electrochemistry advances into practical practice. Expect concise data, sound judgments, and a straightforward performance narrative you can apply in your lab or team.

The program foregrounds advances in anode technologies and stacks optimization, with cross-border teams from Germanys and Israelis sharing methods. april sessions spotlight new materials, scalable electrolytes, and the interplay between traditional Teutonic approaches and modern, collaborative research–all with a practical focus for real-world deployment.

Sessions map the land y citys where electrochemistry informs manufacturing and energy storage. Among the speakers, abraham leads a panel on standardization, while prayers punctuate the opening with a note of unity. The lines between academia and industry blur as teams align on shared metrics and transparent data.

Competition drives faster translation from bench to pilot lines, while technologies for safe, scalable practice help teams implement results. The conference emphasizes доступ to modular test-beds, coherent documentation, and reproducible results across sites, ensuring researchers can validate findings across multiple citys and institutions.

Prepare a collaboration plan: identify partners, set milestones, and align on data sharing. By the end of the meeting, attendees will have concrete steps to integrate new technologies into existing workflows, bridging concepts from interface to field and turning insights from ISE into measurable impact.

Catalyst and electrode material selection for PEM and alkaline electrolyzers under dynamic load

Recommendation for dynamic load operation: For PEM electrolyzers, select IrO2-based anodes on carbon-supported films with Pt-based cathodes, optimized for transient currents. For alkaline systems, deploy Ni-Fe catalysts on corrosion-resistant films attached to Ni foam, with PTFE binder to maintain durability. Establish contact with institutions in spain and other countries to compare data and verify under real-field loads, and pursue direct collaboration with researchers from pylypenko groups to validate performance across multiple setups.

Design principles密 focus on interface stability and rapid current response. Use a gradient catalyst loading to preserve contact between the catalyst layer and the diffusion layer, and apply a thin, robust film to suppress delamination during fast transients. Employ tip-enhanced characterization to map active sites at the catalyst–film interface during step changes in current and to guide iterative improvements.

In PEM stacks, prioritize anode materials that resist dissolution under oxidizing conditions while delivering acceptable OER activity. Anode options include IrO2 on Ti with a protective oxide film, paired with a high-surface-area Pt/C cathode. Keep the ionomer distribution uniform to maintain proton transport and minimize contact resistance. For dynamic events, tune the membrane-electrode assembly (MEA) architecture to reduce local overpotentials at the start of each ramp, and calibrate gas-management channels to avoid local flooding that can mask true activity.

In alkaline stacks, favor Ni-Fe oxide/hydroxide catalysts anchored on Ni substrates with a carbon-free film to minimize carbon-related corrosion. Use a PTFE-containing binder to sustain mechanical integrity under cycling. Fe doping and minor Co additions can raise OER kinetics while preserving stability under fluctuating currents. For such configurations, verify catalyst–support cohesion with photography-grade surface imaging and in-situ spectroscopy to track dissolution and phase changes during dynamic tests. Data from universitatät Pylypenko collaborators show repeatable improvements when the film is tuned for strong electrical contact and low interfacial resistance, and when starting from a clean, well-defined interface rather than a mixed, aged surface.

Testing protocol should include dynamic load steps that mimic events reported by researchers in dklb and bünting teams. Run current ramps from 0.1 to 2 A/cm2 with controlled dwell times, and monitor ECSA loss, HER/OER overpotentials, and film integrity. Use a controlled atmosphere to keep the anode and cathode films clean, and record surface changes with photography–grade imaging to document failure modes. Collect data directly from cells and store it with a consistent картой-based labeling scheme so researchers can trace measurements back to starting conditions and electrode histories.

Operational guidance for researchers and engineers includes: (1) verify contact quality between catalyst, film, and diffusion layer before each run; (2) implement a modular electrode design that allows rapid swap of catalysts in response to requested test matrices; (3) plan collaboration events that connect laboratories across countries. The approach yields more robust electrode materials for dynamic loads and accelerates translation to pilot facilities and commercial units. In Spain, ongoing demonstrations at museums and museums-like venues (музея) offer hands-on evaluations of electrode modules under real-world cycling and help align design decisions with field requirements.

Developing high-activity, low-loading catalysts to cut electrolyzer costs

Target Ir loading ≤0.2 mg Ir cm^-2 in PEM electrolyzers and push NiFe-based catalysts to sub-mg per cm^2 in alkaline cells, while delivering ≥1 A cm^-2 at 1.8 V using ultrathin film shells on conductive cores. This combination reduces catalyst expenses without sacrificing performance.

• Strategy: use ultrathin active-film catalysts on highly porous, conductive supports. Aim for film thickness in the 2–5 nm range to maximize active surface area per unit mass while ensuring robust adhesion and minimal resistance losses.
• Strategy: adopt core–shell or single-atom catalyst concepts to maximize atoms per mass and boost mass activity. Pair a highly active shell with a durable core (for example, IrO2-on-FeNi or CoP on conductive carbon) to preserve intrinsic activity at reduced loading.
• Strategy: engineer the metal–support interface to boost utilization. Doping the carbon support (N, S, or P) and tuning interfacial strength improves charge transfer and mitigates catalyst dissolution, helping achieve equal or better stability at lower metal content.
• Strategy: accelerate characterization and feedback. Implement in-situ/operando characterization (XAS, Raman, FTIR) to monitor oxidation states, surface species, and degradation pathways; use those insights to guide iterative optimization across film thickness, particle size, and support texture. Include a focused set of metrics: mass activity, specific activity, and degradation rate per 1000 hours of operation.

To translate lab success into stacks, align experiment plans with a clear cost model. For example, track catalyst cost per kW, capitalized by installation time and replacement cycles, and quantify hidden costs such as support corrosion and transport losses. The dklb framework can guide regression analyses that link loading, activity, and stability under realistic operating spectra.

The approach benefits from collaboration across topics and forums. In workshops hosted in hok kaido, researchers discuss film deposition routes, whether to deploy spin coating, sputtering, or vapor deposition, and how to scale the installation from coin cells to pilot stacks. Members share experiment results and discuss best practices (лучшие) and lessons learned, including how to maintain performance with early-stage loading reductions.

Practitioner notes:

1. Experiment design: compare two catalyst families on identical supports, including film-based deposition, to isolate effects of loading and shell architecture.
2. Characterization cadence: run rapid, repeated tests (TOF, mass activity, and electrochemical surface area) with operando checks every 50–100 hours to catch early degradation signals.
3. Installation plan: pilot the most promising catalysts in a small alkaline module first, then migrate to a full stack, tracking cost per kW and energy efficiency at target current densities.
4. Community engagement: include forums and topics that discuss equipment access (доступ) and equal opportunity for early-career researchers, with regular talks led by a founder and several longtime members.

In the field, teams located in diverse settings use early experiments to refine the film architecture. A project in a land with multiple research sites, including a lab in hokkaido, reports that ultrathin films delivering high surface density maintain stability under load swings and corrosive environments. The installation workflow benefits from a clear protocol and hidden optimization opportunities revealed by Wenzel-roughness assessments and surface-area mapping, helping teams extract more activity from each gram of metal. When discussions turn to cost, the community emphasizes not only lowered loading but also smarter integration of catalysts into installations, including standardized interfaces and modular assembly that reduce times between testing and deployment. In this collaborative spirit, talk and outreach extend to diverse audiences, including church and Christian networks, who participate in ethics-focused forums to strengthen responsible innovation and supply-chain transparency.

Durability testing protocols for electrolyzer stacks during renewable intermittency

Recommendation: adopt a harmonized, 2,000-hour intermittent-duty protocol that mirrors renewable variability and enables cross-lab comparison. Run a repeating cycle with 12 h at high-load (70–90% of rated current) and 12 h at low-load (10–20%), plus 5–10 minute ramp transitions between states every 2–3 cycles. Keep the MEA stack temperature around 60°C and stabilize inlet conditions to isolate aging effects. Record cell-level voltage, current, temperature, flow rates, and gas purity every 5–10 minutes, and perform electrochemical impedance spectroscopy at 1, 10, and 100 hours. Store results into a centralized database with dates and traceable identifiers. Target degradation: <3 mV per cell per 1,000 hours and impedance growth under 25% at 0.1 Hz over the duration. This approach reduces cross-lab variance, which supports reproducibility across teams, and provides daily insight into histories of aging, origin of failures, and the arch of advances in this field. To accelerate decision-making, teams can cook a baseline scenario and compare it with variants.

Test profile and evaluation metrics

Key metrics include voltage drift (mV per cell per 1,000 hours) and impedance growth tracked by EIS at 0.1 Hz. Maintain constant feed-water quality and inlet gas conditions to avoid confounding factors; monitor hydrogen crossover and mechanical wear indicators. Data cadence targets 5-minute intervals for core signals and scheduled EIS checks at 1, 10, and 100 hours. Apply Kalman filtering or similar smoothing to reduce sensor noise and flag outliers, with daily data validation. Document date-stamped snapshots and arch histories of failures to trace the origin of degradation. Incorporate plasmonics-informed aging indicators to broaden the insight, and provide oral updates to keep teams aligned; use welcomecard templates to onboard new participants.

Collaboration and knowledge sharing

Coordínese con iaam y múltiples foros para alinear métodos y puntos de referencia, luego cubra las fechas y los resultados dentro de los eventos en Mainz (mainz) y Frankfürt (frankfürt), así como Teherán (teheran) y Palestina (palestine) e israelíes (israelis). Comparta hojas de cocina, metodologías de medición e historias de observaciones para construir una línea de base transparente. Publique resúmenes diarios e informes orales para ampliar el alcance, mientras discute el sillage de las incertidumbres para refinar las barras de error. Aproveche las plataformas iaam para archivar datos e ideas, reforzando el origen de las mejoras y el arco de los avances en los equipos que colaboran. Este enfoque abierto apoya evaluaciones de durabilidad más fiables y acelera la traducción de los hallazgos a la práctica.

Vías para escalar desde el laboratorio hasta el piloto: consejos sobre diseño e integración de sistemas

Comience con una arquitectura de sistema modular, plug-and-play que estandarice las interfaces para celdas, electrolitos, sensores y controles. Utilice un modelo de datos común y un protocolo de comunicación compartido para desacoplar la lógica del proceso de las elecciones de hardware. Este enfoque acelera el paso de las demostraciones de laboratorio a las pruebas piloto y reduce el trabajo de reelaboración al escalar volúmenes o intercambiar proveedores.

Las historias de los laboratorios dirigidos por Wolfgang y Johannes muestran cómo la selección de electrolitos, la carga del catalizador y la configuración del flujo influyen en el aumento del rendimiento durante la ampliación. La correspondencia de la química del electrolito con las superficies del catalizador, el despliegue de diagnósticos mejorados por punta para detectar la degradación temprana y el bloqueo en ventanas de operación estables impulsan la transformación del proceso desde el concepto hasta la práctica. Un libro de mejores prácticas captura estas lecciones para su uso en todos los sitios. Atanassov explora la modularidad; только nota práctica.

Implemente un plan de pruebas entre sitios con KPI claros: energía por mol, utilización de electrodos y disponibilidad del sistema. Para Brasil y Noruega, ejecute patines paralelos en tamaños de 5 a 10 L y 30 a 60 L, con un bus de CC común y manejo estandarizado de electrolitos. Esto reduce el riesgo y acelera los puntos de decisión; una buena gobernanza de datos garantiza la trazabilidad. Este enfoque ofrece un camino sólido hacia un rendimiento escalable.

La logística de viajes es un factor en el diseño: en septiembre, los equipos viajan entre sitios y realizan sesiones de validación en hoteles. Una exhibición de un museo sobre historias electroquímicas informa la incorporación y la práctica, y una pila única y escalable explora la reutilización entre equipos y ofrece una base sólida para los modelos de costos y la planificación de la capacidad.

Opciones de purificación, compresión y almacenamiento de hidrógeno para sistemas de pilas de combustible

Elija un purificador híbrido de membrana PSA que entregue H2 al 99.999% con CO ≤ 2 ppm y un punto de rocío por debajo de -40°C, y combínelo con un compresor de dos etapas para alcanzar 350–700 bar para el almacenamiento. Esta configuración minimiza el envenenamiento del catalizador y permite un rendimiento estable de la pila de combustible ante los cambios de carga. Los datos presentados por los equipos de Clausthal y Suiza muestran un funcionamiento robusto para alimentaciones de 5 a 50 Nm3/h, mientras que el pretratamiento para los compuestos de azufre mantiene despejadas las unidades posteriores. Los investigadores de Helmholtz con sede en Alemania y sus socios en Suiza contribuyen a través de demostraciones conjuntas dirigidas a aplicaciones automotrices y estacionarias; el enfoque se escala desde pequeños campus hasta redes de campus más amplias cerca de aeropuertos y centros industriales, lo que se alinea con las fechas y los períodos en que se requieren las pruebas piloto, y añade una cadencia festiva a la narración del proyecto.

Tecnologías de purificación y objetivos de rendimiento

PSA ofrece un pulido rápido a 99.999% pureza, alcanzando CO en el rango bajo de ppm y eliminando agua, compuestos de azufre e hidrocarburos en una sola pasada. La adsorción por oscilación de vacío puede reducir aún más las impurezas traza cuando la composición de la alimentación fluctúa, mientras que las membranas poliméricas o inorgánicas selectivas proporcionan un pulido modular y una menor demanda de energía para el funcionamiento en estado estacionario. Para sitios remotos o a gran escala, la destilación criogénica maneja los requisitos de alta pureza, pero su huella y los costos de capital aumentan. Establezca los límites de impurezas objetivo en CO ≤ 2 ppm, CO2 ≤ 1 ppm, H2S ≤ 0.1 ppm, y un punto de rocío por debajo <-40°C> para evitar la condensación en climas fríos. Los pasos de pretratamiento deben eliminar las especies de azufre y los hidrocarburos antes del tren de purificación, garantizando la protección del catalizador a largo plazo para las pilas de combustible. En la práctica, proporcione un pequeño patín de pretratamiento modular con componentes recubiertos por electrodeposición para resistir la corrosión en alimentaciones agresivas, especialmente cuando se opera cerca de Clausthal o en instalaciones piloto suizas.

Integración de compresión y almacenamiento

Almacene hidrógeno en tanques compuestos de alta presión a 350 bar (5,000 psi) o 700 bar (10,000 psi), siendo 350 bar adecuado para muchas instalaciones móviles estacionarias y de servicio ligero, y 700 bar común en sistemas automotrices. Un tanque de 70 L a 700 bar almacena aproximadamente 2.5–3.0 kg de H2, mientras que el mismo tanque a 350 bar contiene alrededor de 1.0–1.5 kg, lo que refleja la diferencia de densidad. Para necesidades de gran volumen o instalaciones fijas, considere un banco de tanques para alcanzar la entrega horaria requerida, con un enfoque en el llenado rápido y la ventilación segura. Las opciones de hidruro metálico e hidruro químico proporcionan almacenamiento a menor presión con mayor densidad gravimétrica pero con un peso del sistema más pesado y una gestión del calor más compleja; estas opciones son atractivas para el almacenamiento a largo plazo a bajos ciclos de trabajo o en centros fuera de la red donde los ciclos de llenado son poco frecuentes. Para sistemas integrados, planifique el consumo de energía para la compresión alrededor de 4–7 kWh/kg a 350 bar y 8–12 kWh/kg a 700 bar, teniendo en cuenta el intercambio de calor y las pérdidas en espera. Los proyectos presentados por socios de Michigan y Suiza muestran que los trenes de almacenamiento modular, que incluyen el preacondicionamiento de purificación en línea y el control inteligente, mejoran la estabilidad del ciclo en diversos perfiles de servicio. Cuando se despliegue cerca de Clausthal o en semanas festivas de investigación, programe un módulo de almacenamiento flexible con conexiones de cambio rápido para adaptarse a las diferentes composiciones de alimentación.

Evaluaciones tecnoeconómicas y del ciclo de vida ambiental para proyectos de electrólisis del agua

Comience con un marco TEA-LCA modular que se ejecute en paralelo con datos piloto y fuentes de información en línea. Defina los límites desde la cuna hasta la puerta y desde la cuna hasta la tumba desde el principio, y bloquee una plantilla de datos compartida para que las actualizaciones en los sitios de Aveiro u otros campus se propaguen a través de todos los escenarios. Construya el modelo para comparar las variantes PEM, alcalina y de óxido sólido bajo combinaciones regionales de electricidad, precios del carbono e incentivos políticos, y establezca un LCOH objetivo por debajo de 2.50 USD/kg H2 para despliegues a corto plazo donde la energía renovable sea abundante.

En el AET, cuantifique los gastos de capital (CAPEX) en el rango de 900–1,600 USD por kW para PEM y 700–1,300 USD por kW para sistemas alcalinos, con costos de O&M alrededor del 0.8–2.5% del CAPEX por año. Incluya el balance de planta (BOP), el pretratamiento del agua y las pérdidas en espera, y modele las curvas de aprendizaje que reducen el CAPEX en un 15–25% después de 2–3 tasas de aprendizaje. Evalúe la electricidad como la variable de entrada dominante, utilizando las previsiones de precios regionales y las tarifas de tiempo de uso para construir perfiles horarios de LCOH. Informe sobre la sensibilidad al precio de la electricidad, la tasa de descuento y la eficiencia de la pila para que los inversores puedan ver el impacto del apoyo político o los acuerdos corporativos de compraventa.

La evaluación del ciclo de vida ambiental debe seguir un enfoque de la cuna a la tumba, capturando la extracción de material aguas arriba, la fabricación, la instalación, la operación, el mantenimiento y el reciclaje al final de la vida útil. Utilice una unidad funcional consistente (1 kg de hidrógeno entregado en el límite del sistema) e informe el potencial de calentamiento global (PCG), la intensidad del uso del agua y las emisiones de partículas como indicadores centrales. Cuando la electricidad se obtiene de redes con alta intensidad de carbono fósil, la huella de carbono del proceso puede duplicarse en comparación con los escenarios de electricidad verde; cuantifique esta división en múltiples redes regionales y combinaciones de energías renovables estacionales. Vincule los datos de operación diarios a las condiciones ambientales (temperatura, humedad e irradiancia solar) para refinar los inventarios del ciclo de vida con entradas específicas del sitio.

Marco de evaluación integrado y pasos prácticos

Paso 1: establecer una línea de base de “período uno” utilizando hardware de electrólisis actual en un sitio de mediana escala y combinarlo con diagnósticos de espectro-foto-electroquímica para mapear las pérdidas de eficiencia en tiempo real. Paso 2: ejecutar de tres a cinco escenarios, incluyendo una combinación de red de referencia, una combinación eólica-solar 50/50 y un escenario de energías renovables 100%, luego traducir los resultados en rangos de LCOH y GWP. Paso 3: incorporar opciones de bio-catálisis e integración de procesos como tecnologías complementarias, evaluando su CAPEX incremental y sinergias potenciales para productos químicos coproducidos. Paso 4: crear un panel en línea que presente métricas resueltas en el tiempo: CAPEX por kW, O&M por kg de H2, LCOH e intensidad de CO2, junto con evaluaciones aéreas del sitio y perfiles de producción diarios.

El contenido de las universidades, como la université en Europa y los nodos de colaboración en Aveiro, debe alimentar el modelo con datos específicos del período, incluyendo las eficiencias de los módulos actualizados y los nuevos catalizadores. Incluya aportes de las partes interesadas en múltiples sitios, incluyendo los grupos de Karl y Metzger, para capturar las mejores prácticas en infraestructura construida, planificación energética del cielo oscuro y emplazamiento creativo. Utilice presentaciones basadas en video e intercambios de información en línea para acelerar los ciclos de decisión, manteniendo los plazos personales y operativos ajustados: asigne bloques de tiempo para los datos recibidos, los resultados presentados y los puntos de decisión.

La calidad de los datos importa: documente la incertidumbre de la medición para cada parámetro, desde la eficiencia de la pila hasta las tasas de degradación del catalizador, y propague estas incertidumbres a través de análisis de Monte Carlo para revelar límites de decisión robustos. Para obtener ganancias ambientales, enfatice la reducción de la intensidad de carbono a través de energías renovables in situ, el reciclaje de agua y materiales de baja huella. Al informar los resultados, presente tanto los indicadores de punto medio (por ejemplo, PCA, demanda de energía primaria) como los indicadores de punto final (por ejemplo, la salud humana y la calidad del ecosistema), asegurando que las partes interesadas puedan traducir los hallazgos en acciones concretas.

Finalmente, asegúrese de que el proceso sea participativo: organice actualizaciones periódicas (mensuales), breves reuniones diarias con los equipos del sitio y revisiones trimestrales que incorporen comentarios de diversos grupos, incluidos representantes de la comunidad y los inversores, para que el TEA-LCA se mantenga alineado con las necesidades del mercado y los compromisos de sostenibilidad. El objetivo es una vía transparente e impulsada por datos desde los estudios iniciales hasta las plantas construidas y en funcionamiento con reducciones de carbono medibles y ventajas de costos que un público amplio pueda comprender y apoyar.