杨化桂,华东理工大学教授,刘鹏飞副教授,袁海洋团队,开发了一种高效、稳定的负荷型低价。(Ir)电气催化剂材料并揭示其作用机制,为下一代低Ir承载能力的质子交换膜。(PEM)电解槽提供参考。最近在《能源与环境科学》中发表了相关研究。
PEM电解水制氢是可再生资源制氢领域最有前途的技术之一,具有制氢速度高、氢纯度高、响应快、设计紧凑等优点。由于其优异的稳定性,Ir基催化材料被广泛应用于商业PEM水电解槽,但通常需要高承载能力的Ir作为阳极催化剂来满足工业应用需求。由于自然界丰度极低,阻碍了PEM的进一步布局。在保证PEM水电解活性和安全性的同时,进一步降低Ir承载能力仍然是一个挑战。
研究小组开发的多孔四方氧化锆上载氧化?(IrOx/t-在三电极系统下,ZrO2表现出高质量的活性。研究小组进一步揭示了活性晶格氧机制在IrOx群中的存在。(LOM),并且发现IrOx//四方相t-ZrO2负载。t-ZrO2样品遵循LOM反应机制,这一路径促使样品具有较高的OER反应活性,提高样品工况稳定性。
使用IrOx//t-在PEM电解槽检测中,ZrO2作为阳极材料,研究小组只使用0.1 mgIr承载能力/cm2可达1.9 V表现为3.10 A电流强度为/cm2,且为1600小时。 A在电流强度/cm2的稳定性测试过程中,活性衰减率仅为6.25。μV/h。
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