バイオインスパイアされた分子触媒材料で水素酸化のための工業的に関連する電流密度に近づく
Jérémy Schild1,2, Bertrand Reuillard1, Adina Morozan1
1Univ. Grenoble Alpes, CNRS, CEA, IRIG, Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux, 17 rue des Martyrs F-38054 Grenoble Cedex, France.
プラチナ系金属のない触媒は燃料電池と電解剤に不可欠です. 研究者らは,貴金属なしで記録的な電流密度を達成するために,水素酸化反応のための新しい分子アノードを開発しました.
科学分野:
- 電気化学
- 材料科学
- カタリシス
背景:
- 効率的な触媒は燃料電池と電解剤の普及に不可欠です
- 現在,プラチナ系金属 (PGM) が支配的だが高価であり,代替品の探求を促している.
研究 の 目的:
- 水素酸化反応 (HOR) のためのプラチナグループ金属のないアノドを開発する.
- 分子触媒のアプローチを使用して高触媒活性と電流密度を達成する.
主な方法:
- 炭素ナノチューブ改変ガスの拡散層にデュボア型Niバイオインスピレーションの触媒を非共性的に統合することによって,分子ベースのアノドを開発した.
- 活性層の水分レベルを最適化して性能を向上させた.
主要な成果:
- 25°CでのRHEに対して0.4Vで214±20mAcm−2の記録的な電流密度を達成した.
- 55 °Cでの工業的に重要な電流密度 (0.1 Vで150 ± 20 mA cm−2,0.4 Vの超電位で395 ± 30 mA cm−2) を取得した.
- 軽度の不動化戦略により,触媒部位の負荷に対する高い制御を示した.
結論:
- 開発された分子ベースのアノードは,PGMフリー電気触媒プラットフォームにとって有望である.
- このアプローチは,エネルギー変換技術の進歩に有効な経路を提供します.
- 分子触媒の研究は燃料電池と電解剤の導入を加速させることができます
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