Design Principles for Non-Iridium-Based Oxygen Evolution Catalysts in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers

催化作用 析氧 设计要素和原则 制氢 质子交换膜燃料电池 电解 化学工程 材料科学 聚合物电解质膜电解 化学 可再生能源 电解水 工艺工程 电化学 阳极 碱性水电解 分解水 生化工程 氢经济 电催化剂 纳米技术 氢燃料 相容性(地球化学) 合理设计 过渡金属 电力转天然气
作者
Hyunsoo Ahn,Hyunsoo Ji,Junseok Moon,Megalamane S. Bootharaju,Taeghwan Hyeon,Byoung-Hoon Lee
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:11 (1): 245-269 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.5c03284
摘要

Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a leading technology for green hydrogen production, known for its high current density, compact design, and excellent compatibility with variable renewable energy sources. However, the sluggish kinetics and harsh operating conditions of the oxygen evolution reaction (OER) at the anode pose significant challenges, particularly for catalyst activity and durability. While iridium (Ir)-based catalysts remain the industry standard due to their stability in acidic environments, their scarcity and high cost limit large-scale deployment. This review focuses on the development of non-Ir OER catalysts capable of operating under industrially relevant current densities (>1 A cm–2) with long-term stability. We first examine ruthenium-based systems, which offer higher intrinsic activity than Ir but suffer from poor stability, and highlight recent strategies developed to enhance their durability. We then discuss earth-abundant, nonprecious metal catalysts (e.g., cobalt, manganese), emphasizing design principles that ensure both high activity and durability under realistic PEMWE conditions. Finally, we discuss emerging machine learning (ML)-driven approaches that accelerate catalyst discovery and optimization. By benchmarking recent progress against DOE targets, this review outlines the path forward for scalable, cost-effective green hydrogen production using non-Ir PEMWE catalysts.
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
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
1秒前
coolplex完成签到 ,获得积分10
4秒前
星无痕发布了新的文献求助10
4秒前
Monkey_Z完成签到,获得积分10
9秒前
蓝天发布了新的文献求助10
9秒前
顺利的绿海完成签到,获得积分10
9秒前
独特的忆彤完成签到 ,获得积分10
10秒前
瘦瘦书本完成签到,获得积分10
10秒前
qpzn完成签到,获得积分10
13秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
14秒前
谷粱诗云完成签到,获得积分10
18秒前
how完成签到 ,获得积分10
18秒前
zzk完成签到,获得积分10
20秒前
舒适涵山完成签到,获得积分0
21秒前
chemwd完成签到,获得积分10
21秒前
米粒完成签到 ,获得积分10
24秒前
亮总完成签到 ,获得积分10
28秒前
陈陈完成签到 ,获得积分10
30秒前
机灵觅儿完成签到,获得积分10
30秒前
苹果完成签到 ,获得积分10
33秒前
活力尔柳完成签到 ,获得积分10
35秒前
星无痕完成签到,获得积分20
36秒前
诚诚不差事完成签到,获得积分10
40秒前
耶啵耶啵耶完成签到 ,获得积分10
43秒前
严xixi完成签到 ,获得积分10
43秒前
共享精神应助星无痕采纳,获得10
49秒前
妙奇完成签到,获得积分10
51秒前
52秒前
Xiaoyisheng完成签到,获得积分10
53秒前
蓝天发布了新的文献求助50
53秒前
d_fishier完成签到 ,获得积分10
53秒前
DrLuffy完成签到,获得积分10
54秒前
打雷不下雨完成签到 ,获得积分10
55秒前
cocofan完成签到 ,获得积分10
56秒前
Carrie发布了新的文献求助10
58秒前
刘威完成签到,获得积分10
58秒前
李盛男完成签到,获得积分10
58秒前
赵珂完成签到,获得积分10
1分钟前
Karvs完成签到,获得积分10
1分钟前
77完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7264408
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8885408
关于积分的说明 18777770
捐赠科研通 6942305
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202657
关于科研通互助平台的介绍 2375839
邀请新用户注册赠送积分活动 2178591