开发在高电流密度下具有优异活性和耐久性的电催化剂对于质子交换膜电解槽至关重要。然而,电催化剂在酸性电解质中的溶解导致其性能下降,尤其是在高电流密度下。在这里,清华大学刘碧录、余强敏、中国科学院Chai Guoliang报道了一种具有强耦合界面的铬铱氧化物电催化剂,并且其具有高活性和稳定性。
本文要点:
1) 该电催化剂只需425 mV的超低过电位便可达到2 A cm−2的酸性析氧电流密度,并在1 A cm−2中稳定运行100小时后的降解率可忽略不计。在工业条件下,作者使用该催化剂的质子交换膜电解槽仅需1.63 V即可达到1 A cm−2,1.73 V即可实现2 A cm−2。
2) 氢气生产的相应电力成本计算为每公斤氢气0.87美元,其达到了美国能源部的要求(每公斤氢气2.0美元)。该工作不仅介绍了一种生产高效稳定电催化剂的新策略,而且表明了它们在工业电解槽中的潜在应用。
Shiyu Ge et.al A robust chromium–iridium oxide catalyst for high-current–density acidic oxygen evolution in proton exchange membrane electrolyzers EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01192E
https://doi.org/10.1039/D3EE01192E