Integrated ultra-low PtIr catalyst coated membrane toward efficient proton exchange membrane water electrolyzers

欧姆接触 催化作用 极化(电化学) 化学 电解 质子交换膜燃料电池 分析化学(期刊) 材料科学 化学工程 电极 电解质 色谱法 物理化学 生物化学 工程类
作者
Jiaqi Qin,Yang Lv,Guangqi Han,Huiyuan Liu,Yongpeng Li,Hongyan Zhang,Xiaoyu Zhou,Keran Xing,Tiantian Li,Chongyun Sun,Chunxiao Wang,Qiang Zhou,Ren’an Wu,Dongqi Wang,Yujiang Song
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:479: 147913-147913 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.147913
摘要

Catalyst coated membrane (CCM) is the core component of proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs) and confronts the challenge of unaffordable Ir loading of 2–4 mg cm−2, polarization loss and inferior stability closely correlated with low-activity disordered thick catalyst layers (CLs, 3–10 μm) frequently fabricated by catalyst ink painting. We report wet-chemical direct growth of semi-ordered PtIr nanoflowers array as CLs on both sides of membrane, leading to an integrated ultra-low PtIr CCM (IUCCM) with a single-side PtIr loading of 62.7 μg (1.8 μg Pt+60.9 μg Ir) cm−2 and a CL thickness of 429.1 ± 62.9 nm. Remarkably, the IUCCM exhibits 20.8 %, 34.8 % and 23.8 % attenuation of activation, ohmic and mass transfer polarization relative to a house-made CCM, respectively, and a current density of 2 A cm−2 at 1.77 V as well as the highest specific power of 21.5 kW gIr−1 at 1.6 V in the literature. The improvement of activation polarization is primarily arising from the electronic effect between Pt and Ir as evidenced by the d-band center downshift of 0.80 eV. The thin and semi-ordered CL largely accounts for the mitigation of mass transfer and ohmic polarization. Notably, the IUCCM displays a good long-term stability with a degradation rate of ca. 44.4 μV h−1 during 300 h of electrolysis at 0.5 A cm−2. The superior stability can be attributed to strong CL/membrane interfacial interaction with the CL rooted down into the membrane matrix analogous to teeth as well as structural robustness of PtIr CL.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
chen完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
柠檬精翠翠完成签到 ,获得积分10
4秒前
在水一方应助俞孤风采纳,获得30
4秒前
tong童完成签到 ,获得积分10
6秒前
核弹完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助Sue采纳,获得30
9秒前
科目三应助zhoull采纳,获得10
9秒前
10秒前
勤恳的书文完成签到 ,获得积分10
10秒前
madison完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
棒棒完成签到 ,获得积分10
14秒前
loga80完成签到,获得积分0
15秒前
Joanna完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
pwang_lixin完成签到,获得积分10
18秒前
杂菜流完成签到,获得积分10
18秒前
莫言发布了新的文献求助30
19秒前
烟雨完成签到,获得积分10
19秒前
白枫完成签到 ,获得积分10
20秒前
zhoull完成签到,获得积分20
21秒前
江雁完成签到,获得积分10
21秒前
韭黄发布了新的文献求助10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
魔幻的妖丽完成签到 ,获得积分10
24秒前
谦让汝燕完成签到,获得积分10
24秒前
青衫完成签到 ,获得积分10
25秒前
NING完成签到 ,获得积分10
25秒前
Lucas应助夜色萨尔图采纳,获得10
25秒前
zhoull发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
pwang_ecust完成签到,获得积分10
28秒前
kourosz完成签到,获得积分10
29秒前
希望天下0贩的0应助韭黄采纳,获得10
29秒前
Jackie完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
三木完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
薄荷味完成签到 ,获得积分10
32秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953529
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3498988
关于积分的说明 11093633
捐赠科研通 3229626
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785674
邀请新用户注册赠送积分活动 869464
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801470