华南理工大学环境与动力学院教授赵伯特团队提出下一代低本钱丰登金属酸性析氧催化剂的规划攻略,助力绿色氢能大规划制备。相关成果于12月17日在线宣布在《天然-催化》(
论文榜首作者、华南理工大学环境与动力学院博士生万仁典表明,质子交流膜(PEM)水电解作为绿色氢气出产的前沿技能,具有宽广的使用远景,但其广泛商业化进程受限于贵金属基析氧反响(OER)催化剂的高本钱和稀缺性。
现在,仅有商用的PEM电解槽阳极OER催化剂是贵金属基的氧化铱,但是,铱金属(Ir)近5年的均匀商场行情报价高达58000美元/磅,远高于地球丰登金属如钴(Co,19美元/磅)、铁(Fe,0.26美元/磅)和锰(Mn,1.5美元/磅)。
此外,贵金属的稀缺性进一步阻止了PEM电解槽的大规划使用。例如,完成太瓦级规划将需求大约相当于40年铱的出产量。因而,使用低本钱且资源丰富的元素代替贵金属,不仅能显着降低本钱,还有助于推进绿色氢气的大规划制备。
针对低本钱丰登金属酸性析氧反响催化剂在酸性溶液中稳定性较差、开发难度较大以及使用于器材中的困难等应战,赵伯特团队体系地评论了器材层面到催化剂电子结构层面的衰减机理及催化剂在酸性环境中的溶解进程。并结合先进的表征技能、Pourbaix图、动力学剖析等进行总结和深入剖析催化衰减机理。
根据现有的理论研讨和试验数据,赵伯特团队经过对不一样的资料和催化剂规划战略的电化学数据来进行体系剖析,提出下一代低本钱丰登金属酸性析氧催化剂的规划攻略。最终,团队总结了该范畴的要害科学应战,并展望了未来的发展方向。
上述研讨得到国家天然科学基金、广东省根底与使用根底研讨基金、广州市根底研讨方案、中心高校根本科研业务费、国家重点研制方案、以及广东省引入立异创业团队方案等项目的全力支持。