钇掺杂二氧化铱用于高效酸性电化学析氧反应

作     者：刘振宇 沈紫晨 曹东 郭晓燕 LIU Zhenyu;SHEN Zichen;CAO Dong;GUO Xiaoyan

作者机构：中国石油化工股份有限公司茂名分公司研究院广东茂名525000 北京化工大学化学工程学院北京100029 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB3807500) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第12期

页      码：6855-6861页

摘      要：酸性质子交换膜电解水(PEMWE)是一种电流密度高、动态响应快、产氢纯度高的电解水工艺,为实现其高效工业级应用,开发廉价、高效、稳定的析氧催化剂尤为关键。本文通过两步合成法将稀土元素钇(Y)掺杂到无定形的碳载体中修饰其表面的二氧化铱(IrO_(2))颗粒。制备得到的IrO_(2)/Y_(x)C具有优异的酸性析氧反应催化活性,在10mA/cm^(2)的电流密度下所需过电位仅为270mV,低于未掺杂Y的IrO_(2)/C(300mV)以及商用IrO_(2)(310mV)。Y的掺杂强化了碳载体与其表面二氧化铱颗粒之间的金属-载体相互作用,导致了Ir活性位点周围电子密度的变化,有利于调节反应中间体的吸附,优化反应速率。这一研究成果为PEMWE中析氧过程提供了新的催化剂设计思路,有望推动PEMWE技术在清洁能源领域更广泛的应用。

主 题 词：质子交换膜电解水 析氧反应 二氧化铱催化剂 稀土元素钇 金属-载体相互作用 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-2170

馆 藏 号：203156730...