Non-iridium-based electrocatalyst for durable acidic oxygen evolution reaction in proton exchange membrane water electrolysis

析氧 电催化剂 电解 电解水 催化作用 质子交换膜燃料电池 材料科学 化学工程 电化学 无机化学 质子 氧气 化学 电极 物理 物理化学 有机化学 电解质 工程类 量子力学
作者
Zhenyu Wu,Feng-Yang Chen,Boyang Li,Shen‐Wei Yu,Y. Zou Finfrock,Débora Motta Meira,Qiangqiang Yan,Peng Zhu,Ming‐Xi Chen,Tian‐Wei Song,Zhouyang Yin,Hai‐Wei Liang,Sen Zhang,Guofeng Wang,Haotian Wang
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:22 (1): 100-108 被引量:513
标识
DOI:10.1038/s41563-022-01380-5
摘要

Iridium-based electrocatalysts remain the only practical anode catalysts for proton exchange membrane (PEM) water electrolysis, due to their excellent stability under acidic oxygen evolution reaction (OER), but are greatly limited by their high cost and low reserves. Here, we report a nickel-stabilized, ruthenium dioxide (Ni-RuO2) catalyst, a promising alternative to iridium, with high activity and durability in acidic OER for PEM water electrolysis. While pristine RuO2 showed poor acidic OER stability and degraded within a short period of continuous operation, the incorporation of Ni greatly stabilized the RuO2 lattice and extended its durability by more than one order of magnitude. When applied to the anode of a PEM water electrolyser, our Ni-RuO2 catalyst demonstrated >1,000 h stability under a water-splitting current of 200 mA cm−2, suggesting potential for practical applications. Density functional theory studies, coupled with operando differential electrochemical mass spectroscopy analysis, confirmed the adsorbate-evolving mechanism on Ni-RuO2, as well as the critical role of Ni dopants in stabilization of surface Ru and subsurface oxygen for improved OER durability. Iridium-based electrocatalysts are traditional anode catalysts for proton exchange membrane water electrolysis but suffer from high cost and low reserves. An alternative, nickel-stabilized ruthenium dioxide catalyst with high activity and durability in acidic oxygen evolution reaction for water electrolysis is reported.
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
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
调皮的笑阳完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
dxftx应助努力的小大人采纳,获得10
3秒前
Leoling完成签到,获得积分10
3秒前
李健应助疯狂的月亮采纳,获得10
4秒前
4秒前
在水一方应助小孙的微信采纳,获得10
6秒前
激情的学者完成签到,获得积分20
6秒前
lzs完成签到,获得积分10
6秒前
李健应助Leoling采纳,获得10
6秒前
潘婷婷呀发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Lsz发布了新的文献求助10
8秒前
xly发布了新的文献求助10
9秒前
yuchangkun发布了新的文献求助20
9秒前
CipherSage应助阳光的道消采纳,获得10
9秒前
zhou完成签到,获得积分10
9秒前
chun关注了科研通微信公众号
9秒前
闪闪羊完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助猪猪hero采纳,获得10
11秒前
田様应助香蕉汉堡采纳,获得10
11秒前
田様应助adai007采纳,获得10
11秒前
haha发布了新的文献求助10
13秒前
情怀应助嗯哼采纳,获得10
13秒前
15秒前
minjeong完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI5应助健忘数据线采纳,获得10
15秒前
16秒前
18秒前
4归0完成签到,获得积分10
18秒前
科研小民工应助VioletRyu采纳,获得30
19秒前
笑点低莛发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
散散发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
21秒前
嗯哼完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
陈谨诺完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Animal Physiology 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3745081
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3287963
关于积分的说明 10056783
捐赠科研通 3004153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1649530
邀请新用户注册赠送积分活动 785360
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 751063