76-е ежегодное собрание ISE – Достижения в области электрохимии и сотрудничество

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 и, конечно же, 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

Координируйте свои действия с iaam и множеством форумов, чтобы согласовать методы и критерии, затем освещайте даты и результаты в ходе мероприятий в Майнце (mainz) и Франкфурте (frankfürt), а также в Тегеране (teheran) и Палестине (palestine) и израильских (israelis) лабораториях. Делитесь кулинарными листами, методологиями измерений и историями наблюдений для создания прозрачной отправной точки. Публикуйте ежедневные сводки и устные отчеты для расширения охвата, обсуждая шлейф неопределенностей для уточнения пределов погрешностей. Используйте платформы iaam для архивирования данных и аналитических материалов, укрепляя происхождение улучшений и путь продвижения вперед для сотрудничающих команд. Этот открытый подход обеспечивает более надежные оценки долговечности и ускоряет внедрение результатов на практике.

Пути масштабирования от лаборатории до пилотного проекта: советы по проектированию и интеграции систем

Начните с модульной, подключаемой архитектуры системы, которая стандартизирует интерфейсы для ячеек, электролитов, датчиков и элементов управления. Используйте общую модель данных и общий протокол связи, чтобы отделить логику процесса от выбора оборудования. Такой подход ускоряет переход от лабораторных демонстраций к пилотным запускам и уменьшает объем доработок при масштабировании или смене поставщиков.

Истории из лабораторий, возглавляемых вольфгангом и йоханнесом, показывают, как выбор электролита, загрузка катализатора и конфигурация потока влияют на повышение производительности во время масштабирования. Согласование химии электролита с поверхностями катализатора, развертывание диагностики с усилением на кончике для раннего обнаружения деградации и фиксация стабильных рабочих окон способствуют преобразованию процесса от концепции к практике. Сборник лучших практик фиксирует эти уроки для использования на разных площадках. атанасов исследует модульность; только practical note.

Внедрите план межсайтовых испытаний с четкими ключевыми показателями эффективности: энергия на моль, использование электродов и доступность системы. Для Бразилии и Норвегии запустите параллельные салазки размером 5–10 л и 30–60 л с общей шиной постоянного тока и стандартизированной обработкой электролита. Это снижает риск и ускоряет принятие решений; надежное управление данными обеспечивает отслеживаемость. Этот подход предлагает надежный путь к масштабируемой производительности.

Транспортная логистика учитывает дизайн: в сентябре команды перемещаются между площадками и проводят сеансы проверки в отелях. Музейная экспозиция по электрохимической истории информирует об адаптации и практике, а единый масштабируемый стек изучает повторное использование в разных командах и предлагает надежную основу для моделей затрат и планирования мощностей.

Опции для очистки, сжатия и хранения водорода для систем топливных элементов

Выберите гибридный очиститель с PSA-мембраной, обеспечивающий 99,999% H2 с CO ≤ 2 ppm и точкой росы ниже -40°C, и объедините его с двухступенчатым компрессором для достижения 350–700 бар для хранения. Эта установка минимизирует отравление катализатора и поддерживает стабильную работу топливного элемента при изменениях нагрузки. Представленные данные от команд из Клаусталя и Швейцарии показывают надежную работу при подаче от 5 до 50 Нм3/ч, а предварительная обработка для удаления соединений серы обеспечивает чистоту последующих блоков. Исследователи из Helmholtz (Германия) и партнеры в Швейцарии вносят свой вклад посредством совместных демонстраций, ориентированных на автомобильные и стационарные приложения; этот подход масштабируется от небольших кампусов до более широких кампусных сетей вблизи аэропортов и промышленных центров, согласовываясь с датами и периодами, когда требуются пилотные запуски, и добавляя праздничный оттенок в повествование проекта.

Технологии очистки и целевые показатели производительности

PSA предлагает быструю полировку 99.999% чистоты, достигая CO в диапазоне низких ppm и удаляя воду, соединения серы и углеводороды за один проход. Вакуумная адсорбция (Vacuum Swing Adsorption) может дополнительно снизить следовые примеси при колебаниях состава сырья, в то время как селективные полимерные или неорганические мембраны обеспечивают модульную полировку и снижение энергопотребления для стационарной работы. Для крупномасштабных или удаленных объектов криогенная дистилляция отвечает высоким требованиям к чистоте, но ее масштаб и капитальные затраты увеличиваются. Установите целевые пределы содержания примесей на CO ≤ 2 ppm, CO2 ≤ 1 ppm, H2S ≤ 0.1 ppm, и точка росы ниже <-40°C> для предотвращения конденсации в холодном климате. Этапы предварительной обработки должны удалять соединения серы и углеводороды перед очисткой, обеспечивая долговременную защиту катализатора для топливных элементов. На практике предоставьте небольшую модульную систему предварительной обработки с компонентами, покрытыми методом электроосаждения, для защиты от коррозии в жестких условиях, особенно при работе вблизи Клаусталя или на швейцарских пилотных установках.

Интеграция сжатия и хранения

Храните водород в композитных баллонах высокого давления при 350 бар (5 000 фунтов на квадратный дюйм) или 700 бар (10 000 фунтов на квадратный дюйм), причем 350 бар подходят для многих стационарных и легких мобильных установок, а 700 бар - для автомобильных систем. Баллон объемом 70 л при давлении 700 бар вмещает примерно 2,5–3,0 кг H2, в то время как такой же баллон при давлении 350 бар вмещает около 1,0–1,5 кг, что отражает разницу в плотности. Для больших объемов или стационарных установок рассмотрите возможность использования группы баллонов для достижения требуемой почасовой подачи с акцентом на быструю заправку и безопасный отвод газов. Варианты хранения в виде гидридов металлов и химических гидридов обеспечивают хранение при более низком давлении с более высокой гравиметрической плотностью, но с большим весом системы и более сложным управлением теплом; эти варианты привлекательны для длительного хранения при низких рабочих циклах или в автономных узлах, где циклы заправки происходят нечасто. Для интегрированных систем планируйте потребление энергии на сжатие около 4–7 кВтч/кг до 350 бар и 8–12 кВтч/кг до 700 бар с учетом теплообмена и потерь в режиме ожидания. Проекты, представленные партнерами из Мичигана и Швейцарии, показывают, что модульные системы хранения, включая встроенную предварительную очистку и интеллектуальное управление, повышают стабильность циклов в различных профилях нагрузки. При развертывании вблизи Клаусталя или в праздничные исследовательские недели запланируйте гибкий модуль хранения с быстросменными соединениями для приспособления к различным составам сырья.

Техно-экономическая и экологическая оценка жизненного цикла проектов водного электролиза

Начните с модульной структуры TEA-LCA, работающей параллельно с пилотными данными и онлайн-информационными потоками. Определите границы "от колыбели до ворот" и "от колыбели до могилы" на раннем этапе и зафиксируйте общий шаблон данных, чтобы обновления на площадках в Авейру или других кампусах распространялись на все сценарии. Постройте модель для сравнения вариантов PEM, щелочных и твердооксидных вариантов при различных региональных сочетаниях электроэнергии, ценах на выбросы углерода и политических стимулах, а также установите целевой показатель LCOH ниже 2,50 долл. США/кг H2 для ближайших внедрений там, где возобновляемая энергия имеется в изобилии.

В технико-экономическом анализе (TEA) определите капитальные затраты (CAPEX) в диапазоне 900–1 600 долларов США за кВт для PEM и 700–1 300 долларов США за кВт для щелочных систем, при этом затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) составляют около 0,8–2,5 % от CAPEX в год. Включите вспомогательное оборудование (BOP), предварительную очистку воды и потери в режиме ожидания, а также смоделируйте кривые обучения, которые снижают CAPEX на 15–25 % после 2–3 темпов обучения. Оцените электроэнергию как доминирующий переменный ресурс, используя региональные прогнозы цен и тарифы по времени использования для построения почасовых профилей LCOH. Сообщите о чувствительности к цене на электроэнергию, ставке дисконтирования и эффективности стека, чтобы инвесторы могли увидеть влияние политической поддержки или корпоративных соглашений о закупке.

Оценка жизненного цикла окружающей среды должна следовать подходу "от колыбели до могилы", охватывающему добычу материалов на начальном этапе, производство, установку, эксплуатацию, техническое обслуживание и переработку в конце срока службы. Используйте последовательную функциональную единицу – 1 кг водорода, доставленного на границе системы – и сообщайте о потенциале глобального потепления (GWP), интенсивности использования воды и выбросах твердых частиц в качестве основных показателей. Когда электроэнергия поступает из сетей с высокой интенсивностью ископаемого углерода, углеродный след процесса может удвоиться по сравнению со сценариями "зеленой" электроэнергии; количественно оцените это разделение в нескольких региональных сетях и сезонных сочетаниях возобновляемых источников энергии. Свяжите данные о ежедневной эксплуатации с условиями окружающей среды – температурой, влажностью и солнечной радиацией – чтобы уточнить инвентаризацию жизненного цикла с помощью специфических для конкретного объекта входных данных.

Интегрированная система оценки и практические шаги

Шаг 1: установить базовый уровень «периода один», используя текущее оборудование для электролиза на площадке среднего масштаба, и связать его со спектрофотоэлектрохимической диагностикой для отображения потерь эффективности в режиме реального времени. Шаг 2: выполнить от трех до пяти сценариев, включая базовый состав сети, смесь ветер/солнце 50/50 и сценарий 100% возобновляемых источников энергии, а затем перевести результаты в диапазоны LCOH и GWP. Шаг 3: включить варианты биокатализа и интеграции процессов в качестве дополнительных технологий, оценивая их дополнительные капитальные затраты и потенциальную синергию для совместно производимых химических веществ. Шаг 4: создать онлайн-панель, которая представляет метрики с разрешением по времени — капитальные затраты на кВт, эксплуатационные расходы на кг H2, LCOH и интенсивность CO2 — в сочетании с аэрофотосъемкой площадки и ежедневными производственными профилями.

Контент из университетов, таких как université в Европе, и узлы сотрудничества в Авейру, должны обеспечивать модель данными, специфичными для периода, включая обновленные коэффициенты полезного действия модулей и новые катализаторы. Включите вклад заинтересованных сторон с нескольких площадок, включая группы Карла и Метцгера, чтобы зафиксировать лучшие практики в построенной инфраструктуре, энергетическом планировании темного неба и креативном размещении. Используйте видеопрезентации и онлайн-обмен информацией, чтобы ускорить циклы принятия решений, сохраняя плотные личные и оперативные графики: выделите временные блоки для полученных данных, представленных результатов и точек принятия решений.

Качество данных имеет значение: документируйте неопределенность измерений для каждого параметра, от эффективности стека до скорости деградации катализатора, и распространяйте эти неопределенности с помощью анализов Монте-Карло, чтобы выявить надежные границы принятия решений. Для получения экологических преимуществ подчеркните снижение углеродоемкости за счет возобновляемых источников энергии на месте, рециркуляции воды и материалов с низким воздействием на окружающую среду. При сообщении результатов представляйте как промежуточные показатели (например, GWP, потребность в первичной энергии), так и конечные показатели (например, здоровье человека и качество экосистемы), чтобы заинтересованные стороны могли преобразовывать результаты в конкретные действия.

Наконец, обеспечьте участие в процессе: организуйте периодические (ежемесячные) обновления, короткие ежедневные совещания с командами на местах и ежеквартальные обзоры, которые учитывают отзывы различных групп, включая представителей сообщества и инвесторов, чтобы TEA-LCA оставался согласованным с потребностями рынка и обязательствами в области устойчивого развития. Цель состоит в том, чтобы создать прозрачный, основанный на данных путь от первоначальных исследований до построенных и действующих заводов с измеримым сокращением выбросов углерода и преимуществами в стоимости, которые широкая аудитория сможет понять и поддержать.