基于的混合过渡金属氧化物 (Ir₃MO_x,M = Ni,Co,Fe) 纳入导电层作为促进氧气演化反应反应的电催化剂

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:

• 开发高效的电催化剂对于通过水电解来实现可持续的生产至关重要.
• 基于的催化剂对氧演化反应 (OER) 有效,但价格昂贵且稀缺.
• 在酸性条件下改善催化剂分散和稳定性仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 为了探索Ir₃MO_x@CMI (M = Ni,Co,Fe) 电催化剂的氧化演化反应 (OER).
• 研究将Ir₃MO_x嵌入到碳矩阵岛 (CMIs) 中对催化剂性能的影响.
• 评估这些催化剂对质子交换膜水电解 (PEMWE) 的潜力.

主要方法:

• 合成具有不同过渡金属 (Ni,Co,Fe) 的Ir₃MO_x@CMI电催化剂.
• 合成的催化剂的结构和组成特征.
• 在酸性介质中对OER活性,耐久性和电荷转移阻力的电化学评估.
• 在质子交换膜水电解单元细胞中的性能测试.

主要成果:

• 结合过渡金属改善了粒子分散和改变了催化剂形态.
• 在Ir₃CoO_x@CMI展现出最高的OER活动 (233 mV在10 mA cm^-2),低电荷转移电阻 (1.57 Ω cm²),和57 mV dec^{-1的Tafel斜率.}
• 在半细胞测试中,Ir₃CoO_x@CMI催化剂在200小时内表现出卓越的稳定性,并在单元细胞中在500小时内提高了水分性能 (1.55V在1A cm^-2).

结论:

• Ir₃MO_x@CMI的等级结构增强了固有的OER活动和在酸性条件下的耐用性.
• Ir₃CoO_x@CMI是PEMWE可持续气生产的一个非常有前途的电催化剂.
• 这种方法可以提高性能,同时可能减少对昂贵的的依赖.