陰離子交換膜水電解槽(AEMWEs)是一種可能的低成本、高效率、可擴展的制氫技術,具有價格便宜、豐富的催化劑,使用純凈水的優勢。但是,純水AEMWEs仍處于早期發展階段,與質子交換膜水電解槽(PEMWEs)相比,AEMWEs的性能較差。其中一個挑戰是在純水AEMWEs中開發有效的非Pt族金屬(non-PGM)陽極催化劑和電極。
有鑒于此,俄勒岡大學Shannon W. Boettcher教授、香港大學郭正曉教授(歐洲科學院外籍院士)等報道基于LaNiO3的鈣鈦礦氧化物調控實現性能優異的催化劑。
本文要點:
(1)
展示了如何將LaNiO3鈣鈦礦氧化物通過在A位和B位上的共取代來調節,能夠保持高金屬導電性,以及通過一定程度的表面重建暴露出穩定的Co基催化劑。
(2)
優化后的鈣鈦礦Sr0.1La0.9Co0.5Ni0.5O3在70°C、2.0 A cm-2、1.97 V條件下實現了純水AEMWEs,這展示了催化劑設計原則上的實用性。
參考文獻
Tingting Zhai, Hao Wang, Sarah R. Beaudoin, Ran Zhang, Minkyoung Kwak, Shujin Hou, Zhengxiao Guo*, and Shannon W. Boettcher*, Perovskite Catalysts for Pure-Water-Fed Anion-Exchange-Membrane Electrolyzer Anodes: Co-design of Electrically Conductive Nanoparticle Cores and Active Surfaces, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c01621