制备Ir/TiO₂复合氧气演化催化剂和负载分析作为阳极催化剂 层的质子交换膜水电解仪

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
• 可持续能源 可持续能源

背景情况:

• 质子交换膜水电解器 (PEMWE) 提供了一种绿色生产途径.
• 贵金属 (Ir) 阳极的高成本限制了PEMWE的商业化.
• 使用载体材料减少Ir含量是一种可行的成本降低策略.

研究的目的:

• 开发和评估PEMWE中氧化演化反应 (OER) 的Ir/TiO2复合催化剂.
• 确定最佳的Ir负载,以最大限度地减少电压损失和最大限度地提高膜电极组件 (MEA) 的导电性.
• 为PEMWE阳极设计提出一个具有成本效益的方法.

主要方法:

• 合成Ir/TiO2复合催化剂的聚醇方法.
• 膜电极组件 (MEA) 的制造,具有不同的IR负载.
• 极化曲线测试和电化学阻抗光谱 (EIS) 用于性能分析.
• 模型计算用于理论Ir负载的确定.

主要成果:

• /TiO2复合物有效催化氧的演化反应.
• 在MEA的最佳Ir负荷被确定在0.204-0.304 mgIr/cm2.4之间.
• 在最佳的Ir负载范围内观察到较低的电压损失和更好的导电性.

结论:

• /TiO2复合催化剂为减少PEMWE阳极中的含量提供了一个有希望的策略.
• 均衡催化剂设计和MEA准备对于高效和成本效益的PEMWE运行至关重要.
• 本书提出了一种有效的方法,可以在保持高性能的同时降低IR负载.