在增材制造中激光诱导可控制的多孔性提高了电催化水分裂的效率

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
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 透性和未化的粉末通常是激光增材制造 (AM) 的缺陷.
• 高效的催化剂对于工业水分离至关重要,特别是对于氧气演化反应 (OER).

研究的目的:

• 调查在AM制造的电极中故意引入可控制的多孔性.
• 评估工程孔隙性对OER的催化活性和稳定性的影响.
• 开发一种可批量生产的,无粘合剂的OER催化剂,使用基于激光的AM.

主要方法:

• 使用基于激光的增材制造来精确控制打印参数.
• 用故意引入的多孔性制造多孔电极.
• 描述OER电极的电化学性能和长期稳定性.

主要成果:

• 优化的多孔电极 (P-93%) 显示出增强的OER催化活性.
• 优化的电极在20 mA cm-2时实现了270 mV的超电位.
• 显著的长期稳定性被证明,在10 mA cm-2下运行超过1000小时,在500 mA cm-2下运行500小时.

结论:

• 通过基于激光的AM故意引入多孔性显著提高了OER性能.
• 工程孔隙性改善了气体脱吸,质量转移和活性站点.
• 基于激光的AM缺陷工程为水分化的高效,可扩展的OER催化剂提供了一个有希望的途径.