低稳定氧化阳极催化剂用于持久的质子交换膜水电解
Chang Qiu1, Chase Sellers1, Zhen-Yu Wu2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University, Houston, TX, USA.
Nature nanotechnology
|October 7, 2025
概括
研究人员开发了一种新的催化剂,用于使用较少的质子交换膜 (PEM) 水电解剂. 这一突破显著提高了催化剂的稳定性,并降低了绿色生产的成本.
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:
- (Ir) 和氧化 (RuO2) 混合物用于质子交换膜 (PEM) 水电解剂阳极催化剂,以减少负荷.
- 实现长期稳定通常需要高含量.
研究的目的:
- 为了研究氧化格子中的稳定机制.
- 开发一种高稳定性和成本效益的极催化剂,用于PEM水电解,并显著减少负荷.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 大都会蒙特卡罗模拟.
- 在连续水电解下对催化剂稳定性的实验验证.
主要成果:
- 实现了RuO2网格的稳定,IR在50%以下,地下层的Ir至关重要.
- 一种具有1:6的Ir:Ru原子比的新型Ru6IrOx催化剂在2A/cm2时表现出异常稳定性 (>1500小时).
- 与商业催化剂相比,催化剂显示出降低负载80%的潜力.
结论:
- 在RuO2网格内散射剂有效地稳定了催化剂.
- 开发的Ru6IrOx催化剂为PEM水电解器的成本降低提供了有希望的途径.
- 在工业测试条件下证实了催化剂的稳定性.


