Ir-O-Mn embedded in porous nanosheets enhances charge transfer in low-iridium PEM electrolyzers

质子交换膜燃料电池 过电位 催化作用 纳米片 化学工程 阳极 材料科学 析氧 电化学 化学 纳米技术 电极 物理化学 有机化学 工程类
作者
Dawei Wang,Fangxu Lin,Heng Luo,Jinhui Zhou,Wenshu Zhang,Lu Li,Yi Wei,Qinghua Zhang,Lin Gu,Yanfei Wang,Mingchuan Luo,Fan Lv,Shaojun Guo
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1) 被引量:6
标识
DOI:10.1038/s41467-024-54646-8
摘要

Using metal oxides to disperse iridium (Ir) in the anode layer proves effective for lowering Ir loading in proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWE). However, the reported low-Ir-based catalysts still suffer from unsatisfying electrolytic efficiency and durability under practical industrial working conditions, mainly due to insufficient catalytic activity and mass transport in the catalyst layer. Herein we report a class of porous heterogeneous nanosheet catalyst with abundant Ir-O-Mn bonds, achieving a notable mass activity of 4 A mgIr−1 for oxygen evolution reaction at an overpotential of 300 mV, which is 150.6 times higher than that of commercial IrO2. Ir-O-Mn bonds are unraveled to serve as efficient charge-transfer channels between in-situ electrochemically-formed IrOx clusters and MnOx matrix, fostering the generation and stabilization of highly active Ir3+ species. Notably, Ir/MnOx-based PEMWE demonstrates comparable performance under 10-fold lower Ir loading (0.2 mgIr cm−2), taking a low cell voltage of 1.63 V to deliver 1 A cm−2 for over 300 h, which positions it among the elite of low Ir-based PEMWEs. Building an efficient proton-exchange membrane water electrolyzer with low Ir loading remains important but challenging. Here, the authors report an Ir/MnOx catalyst with rich Ir-O-Mn bonds that serve as charge-transfer channels to generate and stabilize active Ir3+ species, enhancing both activity and stability.
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
livian完成签到,获得积分10
刚刚
dm完成签到,获得积分10
1秒前
李爱国应助解语花采纳,获得10
1秒前
michael发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
东方羽之佳完成签到,获得积分10
5秒前
qiao完成签到 ,获得积分10
7秒前
annie完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
YY发布了新的文献求助10
9秒前
hy完成签到 ,获得积分10
10秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
万能图书馆应助annie采纳,获得10
12秒前
今后应助lh961129采纳,获得10
12秒前
大个应助高贵熊猫采纳,获得10
16秒前
炫彩小陈完成签到 ,获得积分10
19秒前
希望天下0贩的0应助qiuling采纳,获得10
19秒前
26秒前
zero37完成签到,获得积分10
26秒前
jason发布了新的文献求助10
27秒前
byron完成签到 ,获得积分10
27秒前
longyuzhu完成签到,获得积分20
27秒前
山楂罐头冰冰凉完成签到 ,获得积分10
28秒前
内向蜡烛发布了新的文献求助10
30秒前
DrJiang完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
32秒前
ph完成签到,获得积分10
33秒前
hsn完成签到,获得积分10
34秒前
CodeCraft应助足球采纳,获得10
34秒前
辛勤的晓兰完成签到,获得积分10
35秒前
科研通AI6应助费费采纳,获得10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565531
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650613
关于积分的说明 14691991
捐赠科研通 4592552
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519689
邀请新用户注册赠送积分活动 1492065
关于科研通互助平台的介绍 1463281