铱单原子催化剂
酸性析氢质量活性高127倍
一种在酸性介质中同时催化析氢和肼氧化反应的铱单原子催化剂,可大幅降低水电解槽压。
罗芳 · Pan, Shuyuan · Xie, Yuhua · 李成 · 包海峰 · 杨泽惠
Advanced Science 2023
具体参数
- 析氢质量活性
- {'zh': '37.02', 'en': '37.02'} A mg Ir⁻¹
- 肼氧化达到10 mA cm⁻²所需电位
- {'zh': '0.39', 'en': '0.39'} V vs RHE
- 肼氧化质量活性
- {'zh': '83', 'en': '83'} times
- 肼辅助全水解电压
- {'zh': '0.39', 'en': '0.39'} V
技术优势
析氢活性超Pt/C
Ir单原子在0.5 M硫酸中析氢质量活性高达37.02 A mg Ir⁻¹(过电位50 mV),是Pt/C的127倍,在低过电位下即可高效产氢。
肼氧化电压极低
肼氧化仅需0.39 V vs RHE即可达到10 mA cm⁻²,远低于析氧反应所需的1.5 V,从而大幅降低整体水分解电压。
耐久性优异
催化剂在酸性环境中对析氢和肼氧化均表现出优越的稳定性,可长期运行。
应用场景
- 酸性电解水制氢:替代铂基催化剂,在酸性电解槽中高效产氢
- 析氢催化:极高本征活性,低过电位下即高电流密度运行
- 肼氧化辅助制氢:用低电位肼氧化替代析氧,显著降低制氢能耗