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科学家们开发高效稳定的负载型低鲟电催化剂材料

研发家 | 2025-05-26

杨化桂，华东理工大学教授，刘鹏飞副教授，袁海洋团队，开发了一种高效、稳定的负荷型低价。(Ir)电气催化剂材料并揭示其作用机制，为下一代低Ir承载能力的质子交换膜。(PEM)电解槽提供参考。最近在《能源与环境科学》中发表了相关研究。

PEM电解水制氢是可再生资源制氢领域最有前途的技术之一，具有制氢速度高、氢纯度高、响应快、设计紧凑等优点。由于其优异的稳定性，Ir基催化材料被广泛应用于商业PEM水电解槽，但通常需要高承载能力的Ir作为阳极催化剂来满足工业应用需求。由于自然界丰度极低，阻碍了PEM的进一步布局。在保证PEM水电解活性和安全性的同时，进一步降低Ir承载能力仍然是一个挑战。

研究小组开发的多孔四方氧化锆上载氧化?(IrOx/t-在三电极系统下，ZrO2表现出高质量的活性。研究小组进一步揭示了活性晶格氧机制在IrOx群中的存在。(LOM)，并且发现IrOx//四方相t-ZrO2负载。t-ZrO2样品遵循LOM反应机制，这一路径促使样品具有较高的OER反应活性，提高样品工况稳定性。

使用IrOx//t-在PEM电解槽检测中，ZrO2作为阳极材料，研究小组只使用0.1 mgIr承载能力/cm2可达1.9 V表现为3.10 A电流强度为/cm2，且为1600小时。 A在电流强度/cm2的稳定性测试过程中，活性衰减率仅为6.25。μV/h。