超低氧进化催化剂具有双位氧化物通路,用于质子交换膜水电解
Xudong Mao1, Mingze Zhu1, Mengke Xie1
1College of Physical Science and Technology & Chemistry Interdisciplinary Research Center, Yangzhou University, Yangzhou 225002, China.
Nano letters
|October 29, 2025
概括
研究人员开发了一种成本效益高的氧化物 (Ir@CeO2) 化物聚类催化剂,用于质子交换膜水电解器. 这种催化剂在酸氧演化反应中表现出卓越的活性和稳定性,使高效的生产成为可能.
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:
- 开发具有成本效益的催化剂对于推进质子交换膜 (PEM) 水电解剂至关重要.
- 酸氧演化反应 (OER) 是水电解中的一个关键瓶,需要高效和稳定的催化剂.
研究的目的:
- 报告一种新型的氧化支持的团催化剂 (Ir@CeO2),用于在酸性OER中低负载.
- 评估PEM水电解器中的Ir@CeO2催化剂的催化活性和稳定性.
主要方法:
- 在氧化矩阵 (Ir@CeO2) 中分散的超细团的合成.
- OER活动的电化学表征,包括超电位和质量活动测量.
- 在运行条件下,在PEM电解器中测试催化剂的长期稳定性.
主要成果:
- 该Ir@CeO2催化剂表现出较低的超电位 (197 mV在10 mA cm-2) 和高质量活性 (247 A gIr-1在300 mV),显著超过商业的IrO2.
- 增强的OER动力学归因于双位氧化物通路机制,增加了Ir-O共价性和优化了Ir-Ir距离.
- 催化剂使耐用水电解能够在PEM电解器中以1A cm-2的温度在1000多小时内进行,电解器的负载最小 (0.3 mg cm-1).
结论:
- Ir@CeO2催化剂为PEM水电解器中的酸性OER提供了具有成本效益和高度活性的解决方案.
- 这种催化剂设计实现了活动和稳定的有利平衡,这对于实际的生产至关重要.
- 这些发现为减少对电解技术中贵金属的依赖铺平了道路.
