Agglomerate Engineering to Boost PEM Water Electrolyzer Performance

结块 材料科学 电解 过电位 Nafion公司 阳极 电解水 离聚物 催化作用 电流密度 化学工程 纳米技术 电化学 复合材料 工程类 有机化学 物理化学 电解质 量子力学 聚合物 共聚物 物理 电极 化学
作者
Congfan Zhao,Shu Yuan,Xiaojing Cheng,Shuiyun Shen,Ninghua Zhan,Rui Wu,Xiaohan Mei,Qian Wang,Lu An,Xiaohui Yan,Junliang Zhang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202401588
摘要

Abstract Densely packed IrO x ‐ionomer agglomerates play a crucial role in the high mass transport resistance inside the anode catalyst layer (ACL), which in turn greatly affects the electrolysis performance at high current density. Therefore, agglomerate engineering for PEMWE is proposed in this work to enhance the oxygen transport process inside ACLs. Using self‐assembling nanotechnology, tightly packed primary aggregates are avoided and introduce the interconnected submicron pores and nanocavities into the catalyst‐ionomer agglomerate, confirmed by synchrotron radiation‐based nano‐CT, TEM, and BET. Such agglomerate engineering results in the enhancement of both dissolved oxygen and oxygen bubble transport inside the ACL confirmed by RDE tests and in‐situ bubble visualization. As a result, the mass transport overpotential is significantly reduced from 330 to 30 mV at 5 A cm −2 in PEMWE, optimized Ohmic resistance and catalyst utilization are also observed. Finally, high operating current density is achieved, i.e., 5 A cm −2 @2.04 V with Nafion 115 membrane and 7 A cm −2 @ 2.07 V with Nafion 212 membrane, under a low catalyst loading of 0.72 mg Ir cm −2 . This study proves the importance and feasibility of agglomerate engineering in further elevating the performance of PEMWE.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
明月照我程完成签到,获得积分10
刚刚
田様应助无言已对采纳,获得10
刚刚
1秒前
3秒前
瑾瑜玉完成签到 ,获得积分10
3秒前
李爱国应助叶圣贤采纳,获得10
3秒前
Carrots完成签到 ,获得积分20
4秒前
开心发布了新的文献求助10
4秒前
spirit发布了新的文献求助10
6秒前
独立江湖女完成签到 ,获得积分10
6秒前
精明书桃完成签到 ,获得积分10
11秒前
小小土豆片完成签到,获得积分10
13秒前
科目三应助QYW采纳,获得10
13秒前
橙子味的邱憨憨完成签到 ,获得积分10
15秒前
苗玉完成签到,获得积分10
16秒前
看文献完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
iu完成签到,获得积分10
20秒前
深情的友易完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
科科发布了新的文献求助100
21秒前
Zzz完成签到 ,获得积分10
22秒前
香蕉觅云应助xxx采纳,获得10
23秒前
博弈春秋发布了新的文献求助10
25秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
刘维尼完成签到,获得积分20
26秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
27秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
lixiao应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137423
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788470
关于积分的说明 7786719
捐赠科研通 2444666
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300018
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625731
版权声明 601023