ISE 76th Annual Meeting – Advances in Electrochemistry and Collaboration

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 і 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

Координуйте з iaam та численними форумами для узгодження методів і показників, а потім висвітлюйте дати та результати подій у Майнці (mainz) та Франкфурті (frankfürt), а також у Тегерані (teheran) та Палестині (palestine) та ізраїльських (israelis) лабораторіях. Діліться кулінарними книгами, методологіями вимірювань та історією спостережень для створення прозорої базової лінії. Публікуйте щоденні підсумки та усні доповіді для розширення охоплення, одночасно обговорюючи шлейф невизначеностей для уточнення діапазонів похибок. Використовуйте платформи iaam для архівування даних та аналітичних висновків, підкреслюючи походження покращень та дугу прогресу між командами, що співпрацюють. Цей відкритий підхід підтримує надійніші оцінки довговічності та прискорює впровадження результатів у практику.

Шляхи масштабування від лабораторії до дослідного зразка: поради щодо проектування та інтеграції системи

Почніть з модульної, plug-and-play системної архітектури, яка стандартизує інтерфейси для елементів, електролітів, датчиків і елементів керування. Використовуйте спільну модель даних і загальний протокол зв'язку, щоб відокремити логіку процесу від вибору обладнання. Такий підхід прискорює перехід від лабораторних демонстрацій до пілотних запусків і зменшує обсяг переробок під час масштабування обсягів або заміни постачальників.

Історії з лабораторій, очолюваних Вольфгангом і Йоганнесом, показують, як вибір електроліту, навантаження каталізатора та конфігурація потоку впливають на підвищення продуктивності під час масштабування. Відповідність хімії електроліту поверхням каталізатора, розгортання діагностики з посиленою кінчиком для раннього виявлення деградації та фіксація стабільних робочих вікон сприяють перетворенню процесу від концепції до практики. Книга найкращих практик фіксує ці уроки для використання на різних сайтах. Атанасов досліджує модульність; тільки practical note.

Реалізуйте план тестування між сайтами з чіткими KPI: енергія на моль, використання електродів і доступність системи. Для Бразилії та Норвегії запустіть паралельні установки розміром 5–10 л і 30–60 л, зі спільною шиною постійного струму та стандартизованою обробкою електроліту. Це зменшує ризик і прискорює прийняття рішень; належне управління даними забезпечує відстежуваність. Цей підхід пропонує надійний шлях до масштабованої продуктивності.

Логістика подорожей враховує дизайн: у вересні команди подорожують між локаціями та проводять сесії валідації в готелях. Музейна виставка з електрохімічних історій інформує про онбординг і практику, а єдиний масштабований стек досліджує повторне використання між командами та пропонує надійну основу для моделей витрат і планування потужностей.

Опції очищення, компресії та зберігання водню для систем паливних елементів

Оберіть гібридний очисник з PSA-мембраною, який забезпечує 99,999% H2 з CO ≤ 2 ppm і точкою роси нижче -40°C, і поєднайте його з двоступеневим компресором для досягнення 350–700 бар для зберігання. Ця установка мінімізує отруєння каталізатора та підтримує стабільну продуктивність паливних елементів при зміні навантажень. Представлені дані від команд з Клаусталя та Швейцарії показують надійну роботу для подачі від 5 до 50 Нм3/год, тоді як попередня обробка для видалення сполук сірки підтримує чистоту подальших установок. Дослідники з Німеччини (Helmholtz) та партнери у Швейцарії роблять внесок шляхом спільних демонстрацій, націлених на автомобільне та стаціонарне застосування; цей підхід масштабується від невеликих кампусів до ширших мереж кампусів поблизу аеропортів та промислових центрів, узгоджуючись із датами та періодами, коли потрібні пілотні запуски, і додаючи святкового ритму до розповіді про проєкт.

Технології очищення та цільові показники продуктивності

PSA пропонує швидке полірування до 99.999% чистоту, досягаючи CO в діапазоні низьких ppm і видаляючи воду, сполуки сірки та вуглеводні за один прохід. Вакуумна адсорбція з перемінним тиском може додатково зменшити сліди домішок, коли склад подачі коливається, тоді як селективні полімерні або неорганічні мембрани забезпечують модульне полірування та менший попит на енергію для стаціонарної роботи. Для великомасштабних або віддалених об’єктів кріогенна дистиляція відповідає високим вимогам до чистоти, але її площа та капітальні витрати зростають. Встановіть цільові межі домішок на CO ≤ 2 ppm, CO2 ≤ 1 ppm, H2S ≤ 0.1 ppm, та точка роси нижче <-40°C> щоб запобігти конденсації в прохолодному кліматі. Етапи попередньої обробки повинні видаляти сполуки сірки та вуглеводні перед ланцюгом очищення, забезпечуючи довготривалий захист каталізатора для паливних елементів. На практиці, забезпечте невелику модульну установку для попередньої обробки з компонентами, покритими методом електроосадження, щоб протистояти корозії в важких подачах, особливо під час роботи поблизу Клаусталя або на швейцарських пілотних установках.

Інтеграція стиснення та зберігання

Зберігайте водень у композитних балонах високого тиску при 350 бар (5000 psi) або 700 бар (10000 psi), причому 350 бар підходять для багатьох стаціонарних і легких мобільних установок, а 700 бар поширені в автомобільних системах. Балон об’ємом 70 л при тиску 700 бар зберігає приблизно 2,5–3,0 кг H2, тоді як той самий балон при тиску 350 бар вміщує близько 1,0–1,5 кг, що відображає різницю в густині. Для потреб у великих обсягах або для стаціонарних установок розгляньте можливість використання групи балонів для досягнення необхідної погодинної подачі, з акцентом на швидке заповнення та безпечне випускання газу. Металогідридні та хімічні гідридні варіанти забезпечують зберігання при нижчому тиску з вищою гравіметричною густиною, але більшою вагою системи та складнішим управлінням теплом; ці варіанти привабливі для довготривалого зберігання при низьких робочих циклах або у віддалених вузлах, де цикли заповнення є нечастими. Для інтегрованих систем плануйте споживання енергії на стиснення близько 4–7 кВт·год/кг до 350 бар і 8–12 кВт·год/кг до 700 бар, враховуючи теплообмін і втрати в режимі очікування. Проєкти, представлені партнерами з Мічигану та Швейцарії, показують, що модульні системи зберігання, включаючи попереднє кондиціонування з вбудованим очищенням і інтелектуальне керування, покращують стабільність циклу в різних робочих режимах. Під час розгортання поблизу Клаусталя або під час святкових дослідницьких тижнів заплануйте гнучкий модуль зберігання з швидкозмінними з’єднаннями для розміщення різних складів подачі.

Техніко-економічні та екологічні оцінки життєвого циклу для проєктів з водного електролізу

Почніть з модульної структури TEA-LCA, яка працює паралельно з пілотними даними та онлайн-інформаційними потоками. Заздалегідь визначте межі «від колиски до воріт» і «від колиски до могили» та зафіксуйте спільний шаблон даних, щоб оновлення на майданчиках Aveiro чи інших кампусах поширювалися на всі сценарії. Побудуйте модель для порівняння варіантів PEM, лужних і твердотілих оксидів за регіональними структурами електроенергії, цінами на вуглець і політичними стимулами, а також встановіть цільовий LCOH нижче 2,50 доларів США/кг H2 для найближчих розгортань, де є багато відновлюваної енергії.

У ТЕО, кількісно оцініть капітальні витрати (CAPEX) в діапазоні 900–1,600 доларів США за кВт для PEM і 700–1,300 доларів США за кВт для лужних систем, з витратами на експлуатацію та технічне обслуговування близько 0,8–2,5% від CAPEX на рік. Включіть допоміжне обладнання (BOP), попередню обробку води та втрати в режимі очікування, а також змоделюйте криві навчання, які зменшують CAPEX на 15–25% після 2–3 рівнів навчання. Оцініть електроенергію як домінуючий змінний вхідний ресурс, використовуючи регіональні прогнози цін і тарифи за часом використання для створення погодинних профілів LCOH. Повідомте про чутливість до ціни на електроенергію, ставки дисконтування та ефективності стека, щоб інвестори могли бачити вплив політичної підтримки або корпоративних угод про закупівлю.

Оцінка життєвого циклу навколишнього середовища повинна здійснюватися за принципом «від колиски до могили», охоплюючи видобуток матеріалів, виробництво, встановлення, експлуатацію, технічне обслуговування та переробку в кінці терміну служби. Використовуйте послідовну функціональну одиницю – 1 кг водню, доставленого на межі системи, – і повідомляйте про потенціал глобального потепління (GWP), інтенсивність використання води та викиди твердих частинок як основні показники. Коли електроенергія надходить з мереж з високою інтенсивністю викопного вуглецю, вуглецевий слід процесу може подвоїтися порівняно зі сценаріями зеленої електроенергії; кількісно визначте цей розподіл для кількох регіональних мереж і сезонних комбінацій відновлюваних джерел енергії. Зв’яжіть щоденні дані про експлуатацію з умовами навколишнього середовища – температурою, вологістю та сонячним випромінюванням – щоб уточнити інвентаризацію життєвого циклу за допомогою специфічних для місцевості вхідних даних.

Інтегрована рамка оцінювання та практичні кроки

Крок 1: встановіть базовий рівень «періоду один», використовуючи поточне електролізне обладнання на середньому за розміром майданчику, і поєднайте його зі спектро-фото-електрохімічною діагностикою для відображення втрат ефективності в реальному часі. Крок 2: запустіть від трьох до п’яти сценаріїв, включаючи базовий варіант мережі, суміш вітрової та сонячної енергії 50/50 і сценарій відновлюваних джерел енергії 100%, а потім перетворіть результати в діапазони LCOH і GWP. Крок 3: включіть варіанти біокаталізу та інтеграції процесів як допоміжні технології, оцінюючи їхні додаткові капітальні витрати та потенційні синергії для супутніх хімічних речовин. Крок 4: створіть онлайн-панель, яка представляє показники з роздільною здатністю за часом – CAPEX на кВт, O&M на кг H2, LCOH і інтенсивність CO2 – у поєднанні з оцінками майданчика з повітря та щоденними профілями виробництва.

Контент з університетів, таких як університети в Європі, та вузли співпраці в Авейру, повинен наповнювати модель даними, специфічними для періоду, включаючи оновлені коефіцієнти корисної дії модулів і нові каталізатори. Включіть внесок зацікавлених сторін з різних майданчиків, включаючи групи Karl і Metzger, щоб охопити найкращі практики у вбудованій інфраструктурі, плануванні енергії темного неба та креативному розміщенні. Використовуйте відеопрезентації та онлайн-обмін інформацією, щоб прискорити цикли прийняття рішень, зберігаючи особисті та операційні часові рамки стислими: виділяйте часові блоки для отриманих даних, представлених результатів і моментів прийняття рішень.

Якість даних має значення: документуйте невизначеність вимірювань для кожного параметра, від ефективності викидів до швидкості деградації каталізатора, і поширюйте ці невизначеності за допомогою аналізу Монте-Карло, щоб виявити надійні межі прийняття рішень. Для екологічних переваг наголошуйте на зменшенні вуглецевої інтенсивності за допомогою відновлюваних джерел енергії на місці, рециркуляції води та матеріалів з низьким екологічним слідом. Під час звітування про результати представляйте як середні (наприклад, GWP, первинний попит на енергію), так і кінцеві показники (наприклад, здоров’я людини та якість екосистеми), щоб зацікавлені сторони могли перетворити висновки на конкретні дії.

Нарешті, переконайтеся, що процес є учасницьким: організовуйте періодичні (щомісячні) оновлення, короткі щоденні стендапи з командами на місцях і щоквартальні огляди, які включають відгуки від різних груп, включно з представниками громади та інвесторів, щоб TEA-LCA залишався узгодженим із потребами ринку та зобов’язаннями щодо сталого розвитку. Мета полягає в прозорому, керованому даними шляху від початкових досліджень до побудованих, діючих заводів із вимірним скороченням викидів вуглецю та економічними перевагами, які широка аудиторія може зрозуміти та підтримати.