华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队副教授刘鹏飞，教授戴升、杨化桂，在质子交换膜电解水制氢领域取得重要进展。相关研究发表于《先进材料》。
可再生能源驱动的电解水技术被认为是最清洁、最有前景的大规模制氢技术之一，其中质子交换膜电解水（PEMWE）因其制氢速率快，制氢纯度高，制氢输入功率范围宽等优势，适用于负荷波动频繁的可再生能源转换与存储。长期以来，商业化PEMWE电解槽阳极材料严重依赖贵金属铱（Ir）基催化剂。由于Ir本征催化活性有限、全球储量低、价格昂贵，严重制约PEMWE的规模化部署，减少贵金属的载量、最大化催化剂的原子利用率至关重要。
研究团队开发了一种具有新型Ir原子网格结构的阳极析氧催化剂（Ir-Mn-Ov），显著提高了材料的本征活性和催化剂位点的原子利用率。在三电极测试体系中，Ir-Mn-Ov催化剂在10 mA cm-2和500 mA cm-2电流密度下分别仅需166 mV和283 mV的超低过电位，质量活性相比商用IrO2提高了380倍。这种氧覆盖度效应可以很好适配阳极侧富氧环境，在PEMWE器件测试体系中，与商用Ir黑催化剂相比，使用Ir-Mn-Ov催化剂时不仅Ir载量降低了95%，反应活性也得到了大幅提升。
Ir-Mn-Ov原子网格结构介导的氧覆盖度增强析氧反应。图片来源于《先进材料》
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202408045
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