新材料可延長制氫催化劑壽命-新華網
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2024 08/29 08:54:10
來源:科技日報

新材料可延長制氫催化劑壽命

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8月27日,記者從海南大學獲悉,該校海洋科學與工程學院科研人員制備出超細銥釕納米線材料,這為設計高效質子交換膜電解水催化劑提供了一種可行方法。相關論文發表于國際期刊《先進功能材料》。

  質子交換膜電解水(PEMWE)技術具有能量轉換率高、產物氫氣純度高等優點,是一種前景廣闊的制氫技術。陽極析氧反應(OER)是電化學水裂解過程中的一個重要環節,其效率和穩定性直接影響整個電解水制氫系統的性能。然而,由于OER的高電位和強酸性環境,催化劑易被嚴重腐蝕,電解槽的長期運行面臨巨大挑戰。

  為解決這個難題,海南大學研究團隊采用成本低且易于規?;a的合成技術,制備出超細銥釕納米線材料。

  該材料以納米線結構自身優良的導電性能為基礎,通過摻雜釕(Ru)改變銥(Ir)的電子結構,降低催化劑的反應能壘,提高在酸性環境下的OER性能。

  原位研究結果顯示,在OER過程中,Ir逐漸轉化為高價氧化物,而Ru價態逐漸降低,有效防止Ru在酸性介質中的過度氧化,并抑制Ru的溶解,使催化劑在酸性環境下具有更高穩定性和耐久性。

  銥釕納米線材料為設計高效實用的OER電催化劑提供了一種可行方法。在實際的PEMWE器件中,這種新材料性能比商用IrO2和Pt/C催化劑高出17.6%,并可以在大電流密度下穩定運行500小時以上。

【糾錯】 【責任編輯:孫曉倩】
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