可扩展的固态合成碳支持的IR电催化剂的酸氧演化反应:探索结构-活动关系
Ebrahim Sadeghi1, Per Morgen1, Darko Makovec2
1Department of Green Technology, University of Southern Denmark, Odense M 5230, Denmark.
ACS applied materials & interfaces
|September 24, 2024
概括
这项研究开发了一种可扩展的固态方法,用于合成高活性和耐用的 (Ir) 电催化剂,用于质子交换膜电解剂中的氧气演变反应. 优化的催化剂表现出卓越的性能和稳定性,这对于商业化至关重要.
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:
- 开发高效的 (Ir) 基电催化剂对于商业化质子交换膜 (PEM) 电解剂至关重要.
- 在酸性环境中为氧演化反应 (OER) 实现高活性和耐久性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 使用可扩展的固态还原方法合成碳支持的Ir纳米粒子 (NP).
- 评估这些催化剂在酸性介质中的OER性能和耐用性.
- 了解影响性能的催化剂-支持相互作用.
主要方法:
- 经过修改的浸,然后进行固态减少,以在碳支上进行Ir NP合成.
- 使用高分辨率STEM和XPS分析进行表征.
- 电化学测试,包括用于OER活动和耐久性评估的循环电压计 (CV).
主要成果:
- 具有20%重量%负载的Ir催化剂在1000°C以300°C/h的加热速率合成,表现出优异的质量正常化OER性能 (1209 A gIr-1).
- 这种优化的催化剂在1000个CV循环后保留了80%的OER电流,证明了强大的耐用性.
- STEM证实了 1.6 ± 0.4 nm 均的 Ir NPs,而 XPS 表示电子从碳支转移到 Ir NPs,这表明了有利的催化剂-支相互作用.
结论:
- 固态还原方法对于高性能Ir电催化剂的可扩展合成是有效的.
- 优化的Ir/C催化剂显示出在推进PEM电解技术方面具有重大潜力.
- 了解催化剂-支持相互作用是设计下一代电催化剂的关键.
