PEM電解器におけるPTL受容の局所的な効果を,オペラント中性子放射線と偏光中性子画像を用いたガスと電流のマッピングで明らかにする
Vahid Karimi1, Cédric Holme Qvistgaard2, Søren Schmidt3
1Department of Green Technology, University of Southern Denmark, Odense M DK-5230, Denmark.
ACS applied materials & interfaces
|August 31, 2025
まとめ
プラチナコーティングは,チタン (Ti) の被動化を防止することにより,陽子交換膜水電解剤 (PEMWE) の性能を大幅に改善します. 偏振中性子画像は,Ptコーティングの多孔輸送層 (PTL) を好む電流分布を明らかにした.
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- 物理学
背景:
- 陽子交換膜水電解剤 (PEMWEs) の高効率化には,アノードチタン (Ti) 基の多孔輸送層 (PTL) が不可欠である.
- PTL/触媒層インターフェースの受動化は,PEMWEの開発における大きな課題であり,しばしばプラチナ (Pt) などの貴金属コーティングによって緩和されます.
研究 の 目的:
- PEMWE操作中のTi受容条件下でのPTL内の電流分布を調査する.
- 偏光中性子画像 (PNI) を使用してTiの受容防止におけるPtコーティングの有効性を評価する.
主な方法:
- 純粋なTi PTLとPtコーティングのPTLによるPEMWEの電気化学的研究.
- エックス・シットゥ 電子的および構造的特徴
- 電流分布マッピングのための偏光中性子画像 (PNI) を操作する.
- 高解像度 オペランド・ニュートロン・レジグラフィー
主要な成果:
- Ptコーティングは1Acm−2で822mVの過剰電位を減少させた (原始のTi PTLでは1,771V対2,539V).
- ex situ 特徴は Ti の受容性を検出できず,動作中の一時的なプロセスを示唆した.
- PNIは,電流がPtコーティングのPTLを通過することを証明しました.
- ニュートロン放射は,約60%の酸素がPtコーティングのPTLから生じたことを示した.
結論:
- PtコーティングはTiの被動化を効果的に防止し,PEMWEの性能を向上させます.
- PNIは,PEMWEの運営における現在の分布と受動現象を理解するための貴重なツールです.
- この発見は,効率的な水分解のためのPTL表面改変の重要性を強調しています.
