Ir-MnCo2O4.5酸性析氧催化剂

酸中稳定700小时

一种Ir原子分散在MnCo2O4.5中的催化剂，解决酸性析氧反应在高电流密度下的稳定性难题，质子交换膜电解槽中200 mA/cm²近100小时仍稳定。

Hua, Kang · Li, Xiaoke · Rui, Zhiyan · Duan, Xiao · Wu, Yongkang · Yang, Deren · 李嘉 · 刘建国

ACS Catalysis 2024

具体参数

过电位

{'zh': '238', 'en': '238'} mV

稳定性持续时间

{'zh': '700', 'en': '700'} h

衰减速率

{'zh': '0.025', 'en': '0.025'} mV/h

PEMWE稳定性持续时间

{'zh': '100', 'en': '100'} h

技术优势

酸性介质中超长稳定

在20 mA/cm²下稳定运行700 h，衰减速率为0.025 mV/h，远优于多数已报道的单Ir原子催化剂。

PEM电解槽高电流密度可行

在200 mA/cm²下运行近100 h依然稳定，这是大多数单Ir原子催化剂难以达到的。

抑制Ir溶解和晶格氧流失

DFT计算表明Ir和Mn引入的电荷再分布有效降低了晶格氧和Ir活性位点的溶解，这是稳定性的关键。

降低速控步能垒

电荷再分布同时降低了速控步能垒，从而提升了高电流密度下的活性。

应用场景

• 质子交换膜电解槽：作为阳极催化剂可直接用于质子交换膜电解槽，在高电流密度下稳定运行。
• 酸性OER催化剂：在酸性环境中保持高活性与稳定性，解决单Ir原子催化剂在酸性析氧反应中的稳定性难题。
• 电解水制氢：用于电解水制氢的阳极反应，降低能耗，提高制氢效率。