Thuis > Nieuws > Nieuws uit de sector

Er is vooruitgang geboekt in de studie van protonuitwisselingsmembraanelektrolyse voor waterstofproductie uit water

2023-02-18

Een team onder leiding van Yang Hui, een onderzoeker aan het Shanghai Institute for Advanced Studies van de Chinese Academie van Wetenschappen, heeft belangrijke vooruitgang geboekt bij de productie van waterstof door middel van protonenuitwisselingsmembraanelektrolyse.Het algehele ontwerp van anode met gradiënt geordende structuur met lage iridiumbelasting voor protonenuitwisselingsmembraanwaterelektrolyse, gepubliceerd in Nano Letters.

Proton Exchange Membraan Hydro-elektrolyse (PEMWE) is een van de sleuteltechnologieën voor de productie van waterstof zonder koolstofemissie.Momenteel verhoogt de grote hoeveelheid edelmetaal Ir aan de anodezijde de kosten van PEMWE aanzienlijk en beperkt het het commercialiseringsproces ervan.Bereiding van katalysator met hoge activiteit en laag Ir-gehalte is een gebruikelijke methode om de hoeveelheid Ir te verminderen.Bij het daadwerkelijke gebruik van PEMWE moet de membraanelektrode (MEA) echter werken onder een hoge stroomdichtheid (â¥1-2 A cm-2) om een ​​efficiënte waterstofproductie te garanderen, dus de problemen van laag katalysatorgebruik, hoge ohm-weerstand en beperkte massaoverdracht moeten tegelijkertijd worden opgelost.De constructie van geordende MEA zal naar verwachting tegelijkertijd de elektrokatalytische kinetiek, massaoverdracht en ohms verlies verminderen, wat het doel is van onderzoek naar waterstofbrandstofcellen, maar het is behoorlijk uitdagend.

Met het oog hierop heeft het wetenschappelijke onderzoeksteam, vanuit het perspectief van structureel integratieontwerp van MEA, op innovatieve wijze voorgesteld om een ​​nieuw type geordende MEA voor te bereiden met een conische anodegradiënt en een driedimensionale membraan/katalytische laaginterface door gebruik te maken van nano-afdruktechnologie en statische elektriciteit. methode.Conische reeks en gradiënt katalytische laagstructuur verhoogden de blootstelling van actieve sites;Gradiënt en driedimensionale membraan/katalytische laag-interface verbeteren de hechtsterkte van de interface.Verticaal opgestelde holtes zorgen voor een snel kanaal voor gas- en vloeistoftransmissie.De MEA-structuur kan tegelijkertijd het prestatieverlies verminderen dat wordt veroorzaakt door elektrokatalytische kinetiek, ohm en polarisatie van massaoverdracht.Vergeleken met de conventionele MEA met een Ir-belasting van 2 mg cm-2, verhoogde de geordende structuur het elektrochemisch actieve gebied met 4,2 keer, en verminderde de massaoverdracht en ohmse polarisatie overpotentiaal met respectievelijk 13,9% en 8,7%.De nieuw bestelde MEA vertoonde uitstekende prestaties van 1.801V@2A cm-2 wanneer de Ir-belasting zo laag was als 0,2 mg cm-2, wat vergelijkbaar was met de traditionele MEA-structuur met tien keer de Ir-belasting, en vertoonde een goede stabiliteit.Deze studie biedt een nieuwe strategie voor de ontwikkeling van PEMWE met hoge prestaties, lage edelmetaalkatalysatorbelasting en een lange levensduur.


We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept