纳米金属二化物支持的阳极催化剂与强合的TaOx/IrO2催化层用于低负载的质子交换膜电解器
Yuannan Wang1, Mingcheng Zhang1, Zhenye Kang2
1State Key Laboratory of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry, College of Chemistry, Jilin University, Changchun, 130012, China.
Nature communications
|August 23, 2023
概括
这项研究介绍了纳米金属二化物,作为质子交换膜水电解器 (PEMWE) 中基于的催化剂的高效支. 这些支能够在显著降低负荷的情况下实现高性能,解决了PEMWE技术的关键挑战.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 质子交换膜水电解器 (PEMWEs) 面临着缓慢的氧化演化反应 (OER) 动力学和催化剂涂层膜 (CCM) 中高负荷的挑战.
- 开发高效和具有成本效益的催化剂对于PEMWE的实际应用至关重要.
研究的目的:
- 为了证明高表面积的纳米金属二化物作为基于的OER纳米催化剂的有效支.
- 通过克服当前的局限性,实现高效,低负载的PEMWE.
主要方法:
- 一个新的二硫化物到二化物过渡路线被用来合成纳米金属二化物.
- 坦二化物 (TaB2) 被研究为二氧化 (IrO2) 纳米催化剂的支持,形成TaOx/IrO2异质连接.
- 复合材料 (IrO2@TaB2) 的特点是其电化学和材料性能.
主要成果:
- 合成的纳米金属二化物,特别是TaB2,表现出高表面积,并促进了TaOx/IrO2异质连接的形成.
- 该IrO2@TaB2复合物显示出高电导率,改善了质活性,并增强了耐腐蚀性.
- 一个用IrO2@TaB2制造的膜电极实现了0.15 mg cm−2的低负荷和出色的催化性能 (3.06 A cm−2在2.0 V和80 °C).
结论:
- 纳米金属二化物是开发高效和低载荷的OER催化剂的有希望的支物.
- 开发的IrO2@TaB2催化剂克服了在低负载下不支持和常规支持的催化剂的局限性.
- 这种方法提供了一种可行的策略,可以将PEMWE技术推向实际实施.
