一种用于PEM水电解制氢的高效负载型 锰铱掺杂型催化剂

• 作者: 张舒涵 马晓锋 张芮琳 朱燕群 何勇 王智化 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学)
• 来源期刊: 发电技术
• 学科: 化学
• 关键词: 质子交换膜水电解 析氧反应 锰基氧化物载体 氧化铱催化剂
• 年，卷（期）: 2023,（3）
• 页码范围: 60-69
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)水电解制氢是一种绿色、可持续的氢能制备方法，开发用于阳极析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)的、高效经济的电催化剂是实现其大规模商业化应用的关键。通过两步合成法，合成了由不同锰基氧化物作载体的氧化铱催化剂IrOx/Mn8O10Cl3、IrOx/β-MnO2和IrOx/α-MnO2，铱的质量分数为55%左右。与现有商业IrO2和其他含贵金属的电催化剂相比，合成的氧化铱/锰基氧化物催化剂具有更低的过电位和更高的电流密度。IrOx/β-MnO2在电流密度为10 mA/cm2时过电位仅为228 mV,IrOx/Mn8O10Cl3在1.53 V电压下比质量活度达到916.7 A/gIr，析氧反应活性的提升归功于催化剂表面丰富的羟基氧缺陷和Ir~Ⅲ物种，丰富的结晶-非晶界面为反应提供了大量活性位点。所提的氧化铱/锰基氧化物为高效经济的酸性OER催化剂的开发提供了新思路。