杏彩平台官网美国和韩国研究人员开发出用于制氢的铱催化剂

　　来自韩国和美国的研究人员通过改良甲酸还原法开发出了一种新型介孔氧化钽（Ta2O5）支撑铱（Ir）纳米结构催化剂，可实现高效的PEM水电解。

　　据研究人员称，这种铱催化剂能显著提高析氧反应（OER）速度，并在长时间的单电池运行中表现出较高的催化活性和长期稳定性。

　　研究人员说，全球对能源的需求与日俱增，在寻求清洁、环保能源解决方案的过程中，可运输的氢能大有可为。在这方面，通过水电解将多余电能转化为可运输氢能的质子交换膜水电解器（PEMWE）引起了极大兴趣。

　　然而，由于析氧反应速率缓慢以及电极中昂贵的金属氧化物催化剂（如铱和钌氧化物）负载水平高，PEMWE在制氢方面的大规模应用仍然受到限制。因此，研究人员指出，要广泛应用PEMWE，就必须开发具有成本效益和高性能的析氧反应催化剂。

　　负责牵头这项研究的韩国光州科学技术学院的 Chanho Pak表示：“富电子铱纳米结构均匀分散在通过软模板方法结合乙二胺环绕工艺制备的稳定介孔Ta2O5载体上，能够有效地将单个PEMWE电池中的铱量降低到0.3mg cm-2。”

　　重要的是，研究小组发现，创新的Ir/Ta2O5催化剂设计不仅提高了铱的利用率，还有助于提高电导率和增大电化学活性表面积。

　　此外，X射线光电子学和X射线吸收光谱显示，Ir和Ta之间存在很强的金属支撑相互作用，而密度泛函理论计算则表明，Ta向Ir之间存在电荷转移，从而诱导了O和OH等吸附剂的强结合，并在氧化OER过程中保持了Ir的比例，研究小组指出，这反过来又增强了Ir/Ta2O5的活性，其过电位为0.385 V，低于IrO2的0.48 V。研究小组还说，他们通过实验证明了这种催化剂的高OER活性。

　　Pak推测：“OER效率的提高补充了PEMWE工艺的成本效益，增强了其整体性能。或将彻底改变PEMWE的商业化，加速其作为制氢主要方法的应用。”