华东理工大学材料明升体育app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：http://doi.org/10.1002/adma.202408045
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