新材料可延长质子交换膜电解槽制氢寿命

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记者8月30日从海南大学获悉，该校海洋科学与工程学院教授康振烨、田新龙团队制备出超细铱钌纳米线材料。该成果为设计高效质子交换膜电解水(PEMWE)催化剂提供了一种新的可行方法。相关成果近日发表于国际期刊《先进功能材料》。

质子交换膜电解水具有能量转换率高、产物氢气纯度高等优点，是一种前景广阔的制氢技术。但由于阳极析氧反应(OER)的高电位和强酸性环境使催化剂产生腐蚀性，致使电解槽长期运行面临被腐蚀风险。

为解决上述问题，研究团队采用低成本且易于放大的合成技术制备出超细铱钌纳米线材料。这种材料以纳米线结构自身优良的导电性能为基础，通过掺杂钌(Ru)改变铱(Ir)的电子结构，降低了催化剂的反应能垒，提高了酸性OER性能。原位研究结果显示，在OER过程中，Ir逐渐转化为高价氧化物，而Ru价态逐渐降低，有效防止了Ru在酸性介质中的过度氧化，并抑制了Ru的溶解。

在PEMWE器件中，铱钌纳米线材料的性能比商用IrO2和Pt/C催化剂高出17.6%，并且可以在1—1.5A.cm-2大电流密度下稳定运行500小时以上。

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