接口设计的NiFe/Ni-S纳米颗粒可在工业电流下可靠生产性氧气:一种硫源限制策略
Bin Chen1, Tao Liu1, Junfeng Zhang1,2
1State Key Laboratory of Engines, School of Mechanical Engineering, Tianjin University, Tianjin, 300350, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 24, 2024
概括
开发了一种新型的含硫NiFe/Ni-S催化剂,显著提高了离子交换膜水电解剂 (AEMWE) 的性能. 这种以粉末为基础的催化剂在高电流密度下实现了低超电位和出色的稳定性,用于商业化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 膜电极组件 (MEAs) 的商业化倾向于基于粉末的油墨.
- 对于离子交换膜水电解剂 (AEMWEs) 的粉末非贵金属 (NPM) 催化剂的研究是有限的,特别是对于高电流密度应用.
研究的目的:
- 为AEMWE开发一种基于粉末的新型催化剂.
- 提高在高电流密度下AEMWE的性能和稳定性.
主要方法:
- 使用一种硫源封闭策略,将Ni3S2集成到无形/晶体NiFe合金纳米粒子 (NiFe/Ni-S) 上.
- 控制硫化过程以形成金属硫化物.
- 催化剂的性能在AEMWE中进行了评估.
主要成果:
- NiFe/Ni-S催化剂在10 mA cm-2.2时表现出239 mV的超低超电位.
- 催化剂在300 mV的过电势下达到0.66 mA/cm2.
- 使用NiFe/Ni-S阳极的AEMWE显示电池电压为1.664V,电压为0.5A cm-2.
- 在高电流密度为1.0 A cm-2.0 的情况下,AEMWE表现出了显著的400小时稳定性.
结论:
- 硫源封闭策略有效地创造了丰富的活性点,增强了电子传输和稳定性.
- 开发的NiFe/Ni-S催化剂对AEMWE的商业化非常有前途,因为它在高电流密度下具有高性能和耐用性.
