工程导电Ti4O7 网络用于高效和耐用的低负载阳极在质子交换膜水电解中
Sai Ma1,2, Penglin Yang1,2, Jian Huang1,2
1National Innovation Center for Industry-Education Integration of Energy Storage Technology, Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems of Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing, 400030, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 19, 2025
概括
一种新的离子体向策略 (ITS) 通过提高催化剂层导电性和耐用性来增强质子交换膜水电解 (PEMWE). 这种方法可以有效地生产绿色,并显著减少负载.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 在质子交换膜水电解 (PEMWE) 中减少负荷对于具有成本效益的绿色生产至关重要.
- 低负荷往往会损害电/质子导电性和机械完整性,限制性能和耐用性.
研究的目的:
- 开发一种离子体向策略 (ITS),以优化PEMWE中的催化剂层结构.
- 为了提高电和质子导电性,同时保持低阳极催化剂层 (ACL) 的机械完整性.
主要方法:
- 采用离子体向策略 (ITS) 选择性地将离子体包裹到IrO2催化剂上,最大限度地减少Ti4O7添加剂的覆盖.
- 在优化的ACL中表征平面内电导率和质子传输电阻.
- 使用优化的ACL,对PEMWE电解器的性能和耐用性进行测试.
主要成果:
- 与传统的ACL相比,ITS增加了63.8%的平面电导率,并减少了81.0%的质子传输阻力.
- 实现了0.072 gPGM kW-1的金组金属 (PGM) 使用率,超过了美国能源部的2026年目标.
- 证明了特殊的耐用性,电压衰减率为75μVh-1在1.5Acm-2下1600小时,比传统的ACL低约20倍.
结论:
- ITS提供了一种实用且可扩展的方法,用于创建高效,耐用和低负载的PEMWE系统.
- 选择性离子体包装是克服低ACLs的局限性的关键.
- 这一战略代表了PEMWE在绿色气生产技术方面的重大进步.
