动态溶解-沉积平衡使其在酸性PEMWE中保持前所未有的稳定性
Zhibin Li1,2, Haonan Zhong1,2, Xiongjun Liu1,2
1Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome Engineering, State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China.
这项研究引入了一种用于质子交换膜水电解 (PEMWE) 的新型高合金催化剂,可在波动的可再生能源下增强演变反应 (HER) 的稳定性和耐用性.
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:
- 质子交换膜水电解 (PEMWE) 对于使用可再生能源生产绿色至关重要.
- 在间歇性电源下,在酸性介质中的催化剂降解限制了PEMWE的耐用性.
研究的目的:
- 通过解决酸驱动的降解来开发PEMWE的稳定和活跃的催化剂.
- 为了研究一个动态的溶解沉积平衡,以提高催化剂的寿命.
主要方法:
- 制造一个高合金 (FeCoNiNbPt) 的衍生架构.
- 使用脱工艺创建一个带有NbOx缓冲器和Pt丰富的纳米晶体的多孔支架.
- 在模拟操作条件下的演化反应 (HER) 催化剂性能的表征.
主要成果:
- 设计的催化剂表现出异常的 HER 稳定性 (>2200 h 在 1 A cm−2) 和活性 (137 mV 在 1 A cm−2).
- 确定了一种动态的自我适应机制,涉及溶解-沉积平衡.
- 与商业Pt/C相比,催化剂显示加载量减少了60%.
结论:
- 动态平衡设计范式为高耐久性PEMWE催化剂提供了一条途径.
- 这种方法可以利用可再生能源有效地生产绿色气.
- 催化剂的工业适用性是由其大规模生产的性质和减少的含量突出.
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