新材料可延長制氫催化劑壽命
來源：科技日報 時間：2024-08-30 17:05
8月27日，記者從海南大學獲悉，該校海洋科學與工程學院科研人員制備出超細銥釕納米線材料，這為設計高效質子交換膜電解水催化劑提供了一種可行方法。相關論文發表于國際期刊《先進功能材料》。
質子交換膜電解水（PEMWE）技術具有能量轉換率高、產物氫氣純度高等優點，是一種前景廣闊的制氫技術。陽極析氧反應（OER）是電化學水裂解過程中的一個重要環節，其效率和穩定性直接影響整個電解水制氫系統的性能。然而，由于OER的高電位和強酸性環境，催化劑易被嚴重腐蝕，電解槽的長期運行面臨巨大挑戰。
為解決這個難題，海南大學研究團隊采用成本低且易于規模化生產的合成技術，制備出超細銥釕納米線材料。
該材料以納米線結構自身優良的導電性能為基礎，通過摻雜釕（Ru）改變銥（Ir）的電子結構，降低催化劑的反應能壘，提高在酸性環境下的OER性能。
原位研究結果顯示，在OER過程中，Ir逐漸轉化為高價氧化物，而Ru價態逐漸降低，有效防止Ru在酸性介質中的過度氧化，并抑制Ru的溶解，使催化劑在酸性環境下具有更高穩定性和耐久性。
銥釕納米線材料為設計高效實用的OER電催化劑提供了一種可行方法。在實際的PEMWE器件中，這種新材料性能比商用IrO2和Pt/C催化劑高出17.6%，并可以在大電流密度下穩定運行500小時以上。（王祝華 張松）
責任編輯：江蓬新
