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研发出强酸条件下稳定高效电催化剂

文章来源:中国科学报 | 发布日期:2019-04-09 | 作者: | 点击次数:

据悉,一种可在强酸条件下长寿命电催化分解水的廉价电催化剂,有望在大规模可再生能源制氢技术中应用。

利用光伏发电驱动电解水(PV-E)制氢,是目前最有希望的大规模利用可再生能源的制氢技术。在众多电解水技术中,质子交换膜(PEM)电解水技术受到广泛关注。但是,在PEM强酸条件下工作时,大部分催化剂会不稳定。目前,只有贵金属铱(Ir)能在PEM酸性环境下稳定工作,这极大限制了PEM电解水技术的大规模应用。因此,开发能够取代贵金属的廉价、高效且稳定的电解水催化剂,对发展大规模低成本PEM电解水制氢技术尤为关键。

研究人员基于前期的探索发现了γ型二氧化锰(γ-MnO2)在特殊电位窗口范围内,可实现强酸条件下稳定电催化水分解,并实现了8000多小时的长时间工作。在此基础上,研究人员还利用原位光谱电化学等方法,系统研究了这种催化剂在强酸性条件下电催化水分解反应的机理。

最后得出结论,γ-MnO2非贵金属电催化剂可以实现在强酸条件下长时间分解水,为发展廉价、稳定、高效的分解水制氢催化剂开启了新的思路。

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