由于在工業(yè)相關(guān)的析氧反應(yīng)（OER）條件下具有卓越的穩(wěn)定性，稀缺且昂貴的氧化銥仍然是生產(chǎn)綠色氫氣的聚合物電解質(zhì)膜電解槽的基石催化劑。然而，用于此任務(wù)的過(guò)渡金屬氧化物顯示出較差的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組在國(guó)際頂級(jí)化學(xué)期刊JACS發(fā)表題為《Nitrogen-Mediated Promotion of Cobalt-Based Oxygen Evolution Catalyst for Practical Anion-Exchange Membrane Electrolysis》的研究論文。

NDCO的結(jié)構(gòu)表征

研究團(tuán)隊(duì)展示了使用氮摻雜氧化鈷作為有效的銥替代品。該催化劑在10 mA cm^–2 電流下表現(xiàn)出 240 mV 的低過(guò)電勢(shì)，在堿性電解質(zhì)中運(yùn)行 1000 小時(shí)后活性衰減可以忽略不計(jì)。

NDCO的OER性能

氮摻雜劑摻入不僅觸發(fā)OER機(jī)制從傳統(tǒng)的吸附質(zhì)演變路線轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ц裱跹趸肪€，而且還實(shí)現(xiàn)了氧非鍵合（O_NB）態(tài)作為電子供體，從而防止結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

在實(shí)際的陰離子交換膜水電解槽中，陽(yáng)極催化劑在 1.78 V 電壓下提供 1000 mA cm^-2 的電流密度，每千克氫氣的電效率為 47.8 kW-hours。

AEMWE性能

文獻(xiàn)信息：Nitrogen-Mediated Promotion of Cobalt-Based Oxygen Evolution Catalyst for Practical Anion-Exchange Membrane Electrolysis, J. Am. Chem. Soc. 2024, https://doi-org.3281.top/10.1021/jacs.4c05983