柏林工业大学、HZB、IMTEK(弗莱堡大学)和西门子能源的团队开发出了一种高效的碱性膜电解器，其性能接近现有的质子交换膜 (PEM) 电解器。这一成就的非凡之处在于使用廉价的镍化合物作为阳极催化剂，取代昂贵而稀有的铱。

在 BESSY II 中，该团队能够使用原位测量详细阐明催化过程，而理论团队(美国、新加坡)提供了一致的分子描述。在弗莱堡，使用新的涂层工艺制造了原型电池并进行了运行测试。结果已发表在《自然催化》杂志上。

氢气将在未来能源系统中发挥重要作用，可用作储能介质、燃料和化工行业的宝贵原料。氢气可通过电解水以几乎对气候无害的方式生产，前提是使用太阳能或风能发电。

目前，绿色氢经济的规模化发展主要由两种系统主导：质子传导膜电解 (PEM) 和经典液态碱性电解。AEM 电解器结合了两种系统的优点，例如，不需要铱等稀有贵金属。

现在，柏林工业大学和 HZB 的研究团队与弗莱堡大学微系统工程系 (IMTEK) 和西门子能源公司合作，推出了第一款 AEM电解器，其氢气生产效率几乎与 PEM 电解器一样高。他们没有使用铱，而是使用镍双氢氧化物与铁、钴或锰的化合物，并开发了一种将它们直接涂覆在碱性离子交换膜上的工艺。

深入了解 BESSY II 电解过程中的分子过程

在电解槽电解过程中，他们能够在 LiXEdrom 终端站的柏林 X 射线源 BESSY II 上进行原位测量。来自新加坡和美国的理论团队帮助解读了实验数据。

柏林工业大学的 Peter Strasser 教授解释说：“这使我们能够阐明催化剂涂层膜上的相关催化化学过程，特别是从催化无活性的 α 相到高活性的 γ 相的相变，以及各种 O 配体和 Ni 4+中心在催化中的作用。”

“正是这种伽马相使我们的催化剂与目前最先进的铱催化剂具有竞争力。我们的工作表明，在催化机制上与铱有重要的相似之处，但也存在一些令人惊讶的分子差异。”

因此，这项研究大大提高了我们对新型镍基电极材料基本催化机制的理解。此外，新开发的膜电极涂层方法具有出色的可扩展性。第一个功能齐全的实验室电池已经在 IMTEK 进行了测试。这项工作为进一步的工业评估奠定了基础，并证明了 AEM 水电解器也可以非常高效。