作者:王祝华,张松 来源:科技日报 发布时间:2024/8/29 18:48:07
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新材料可延长制氢催化剂寿命

 

8月27日,记者从海南大学获悉,该校海洋科学与工程学院科研人员制备出超细铱钌纳米线材料,这为设计高效质子交换膜电解水催化剂提供了一种可行方法。相关论文发表于国际期刊《先进功能材料》。

质子交换膜电解水(PEMWE)技术具有能量转换率高、产物氢气纯度高等优点,是一种前景广阔的制氢技术。阳极析氧反应(OER)是电化学水裂解过程中的一个重要环节,其效率和稳定性直接影响整个电解水制氢系统的性能。然而,由于OER的高电位和强酸性环境,催化剂易被严重腐蚀,电解槽的长期运行面临巨大挑战。

为解决这个难题,海南大学研究团队采用成本低且易于规模化生产的合成技术,制备出超细铱钌纳米线材料。

该材料以纳米线结构自身优良的导电性能为基础,通过掺杂钌(Ru)改变铱(Ir)的电子结构,降低催化剂的反应能垒,提高在酸性环境下的OER性能。

原位研究结果显示,在OER过程中,Ir逐渐转化为高价氧化物,而Ru价态逐渐降低,有效防止Ru在酸性介质中的过度氧化,并抑制Ru的溶解,使催化剂在酸性环境下具有更高稳定性和耐久性。

铱钌纳米线材料为设计高效实用的OER电催化剂提供了一种可行方法。在实际的PEMWE器件中,这种新材料性能比商用IrO2和Pt/C催化剂高出17.6%,并可以在大电流密度下稳定运行500小时以上。

 
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