質(zhì)子交換膜水電解（PEMWE）是一種有前景的綠色氫氣生產(chǎn)技術(shù)，盡管其廣泛發(fā)展受到銥（Ir）稀缺的威脅。銥在不混溶電陶瓷基體中的均勻分散可以提高催化質(zhì)量活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。近日，德國航空太空中心Aldo Saul Gago報(bào)道了低銥質(zhì)子交換膜水電解槽催化劑的快速可擴(kuò)展一步法生產(chǎn)。
本文要點(diǎn)：
1) 研究表明，通過高度可擴(kuò)展火焰噴霧熱解（FSP）工藝生產(chǎn)的IrySn0.9（1-y）Sb0.1（1-y）Ox固溶體是PEMWE的有效陽極電催化劑，催化劑層（CL）中僅含有0.2 mg cm-2的Ir。前體衍生高溫火焰中金屬蒸氣的強(qiáng)烈混合和較大的熱梯度有助于穩(wěn)定自保存的4-6nm顆粒內(nèi)亞納米級熵混合。
2) 詳細(xì)的研究證實(shí)，與Ir黑相比，一步制備的固溶體電催化劑對析氧反應(yīng)（OER）的活性高達(dá)四倍。使用這種催化劑的PEMWE陽極在2000小時(shí)內(nèi)表現(xiàn)出高性能和穩(wěn)定性，但Ir負(fù)載量比現(xiàn)有技術(shù)低十倍。
Suriya Venkatesan et.al Rapid Scalable One-step Production of Catalysts for Low-Iridium Content Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202401659
https://doi.org/10.1002/aenm.202401659
