尽管载体的电荷补充可以有效防止 IrOx 催化剂的氧化,但大多数载体本质上具有有限的电荷转移能力。
在这里,韩国科学技术院Yeon Sik Jung,Jin Young Kim,Donghun Kim证明了掺锑氧化锡载体中的过量电子库(一种带电氧物质)可以通过增加对 IrOx 催化剂的电荷供给来有效控制 Ir 氧化态。
文章要点
1)计算和实验分析都表明,过量电子促进的电荷转移是稳定IrOx催化剂中活性Ir(III)的关键参数。
2)在聚合物电解质膜水槽中使用时,负载过量电子库的Ir催化剂的质量活性是商用纳米粒子催化剂的75倍,在1A cm−2的水分解电流下,稳定性达到250h,而具有极低的降解幅度。
3)此外,Ir比功率(74.8 kW g−1) 表明其首次实现千兆瓦级氢气生产的巨大潜力。
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Lee, G.R., Kim, J., Hong, D. et al. Efficient and sustainable water electrolysis achieved by excess electron reservoir enabling charge replenishment to catalysts. Nat Commun 14, 5402 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-41102-2
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41102-2