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研究人員研發(fā)出強酸條件下穩定高效電催化劑

文章來(lái)源:中國科學(xué)報 | 發(fā)布日期:2019-04-09 | 作者: | 點(diǎn)擊次數:

據悉,一種可在強酸條件下長(cháng)壽命電催化分解水的廉價(jià)電催化劑,有望在大規??稍偕茉粗茪浼夹g(shù)中應用。

利用光伏發(fā)電驅動(dòng)電解水(PV-E)制氫,是目前最有希望的大規模利用可再生能源的制氫技術(shù)。在眾多電解水技術(shù)中,質(zhì)子交換膜(PEM)電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。但是,在PEM強酸條件下工作時(shí),大部分催化劑會(huì )不穩定。目前,只有貴金屬銥(Ir)能在PEM酸性環(huán)境下穩定工作,這極大限制了PEM電解水技術(shù)的大規模應用。因此,開(kāi)發(fā)能夠取代貴金屬的廉價(jià)、高效且穩定的電解水催化劑,對發(fā)展大規模低成本PEM電解水制氫技術(shù)尤為關(guān)鍵。

研究人員基于前期的探索發(fā)現了γ型二氧化錳(γ-MnO2)在特殊電位窗口范圍內,可實(shí)現強酸條件下穩定電催化水分解,并實(shí)現了8000多小時(shí)的長(cháng)時(shí)間工作。在此基礎上,研究人員還利用原位光譜電化學(xué)等方法,系統研究了這種催化劑在強酸性條件下電催化水分解反應的機理。

最后得出結論,γ-MnO2非貴金屬電催化劑可以實(shí)現在強酸條件下長(cháng)時(shí)間分解水,為發(fā)展廉價(jià)、穩定、高效的分解水制氫催化劑開(kāi)啟了新的思路。

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