碱性水电解作为一种重要的电化学反应，可作为大规模产生氢气的可行候选方式（仅次于质子交换膜）。通过对水电解催化剂进行筛选，可制备与传统方式相比更为高效的电极材料，从而确定下一步研发所需的材料体系。

为此，Avantium Chemicals BV 与荷兰 VSParticle 公司合作，基于火花烧蚀纳米印刷沉积系统和电化学高通量筛选装置组合进行了碱性水电解催化剂的筛选实验。经过验证，这一装置组合能够在工业化电流密度下的流体动力学条件下制备和筛选电极材料。这表明该装置不仅适用于筛选最佳催化剂和稳健的催化剂制备，而且还可用于优化更大规模的实验。

实验采用半平行配置，同时测量 8 个电极。阳极电解液和阴极电解液流道中的八个流是通过使用 1-8 歧管和八个毛细管产生的，以产生 0.6 bar 的压降，从而在所有八个通道中产生相等的流量。在去除异常值后，绘制了稳定电池电势与两个不同参数的关系图（见下图 A 和 B）。从图中可以看出，电势随着纳米颗粒催化剂组合物中的镍含量（即产镍发生器的输出功率）线性增加，同时随着沉积时间的增加呈对数减少，直至达到 160 秒后再次开始增加。图 C 中的等值线图更清楚地显示了这种现象，可以发现在电池电位为 2.35V 的最佳催化剂沉积条件区域（镍含量为 0% 时，即铁含量为 100%）的沉积时间约为 100 秒。

【1】 Becker R, Weber K, Pfeiffer T V, et al. A scalable high-throughput deposition and screening setup relevant to industrial electrocatalysis[J]. Catalysts, 2020, 10(10): 1165.

【2】 A. Merchant, S. Batzner, S. S. Schoenholz, M. Aykol, G. Cheon, and E. D. Cubuk, “Scaling deep learning for materials discovery,” Nature, vol. 624, no. 7990, pp. 80–85, Dec. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06735-9.