Non-iridium-based electrocatalyst for durable acidic oxygen evolution reaction in proton exchange membrane water electrolysis

析氧 电催化剂 电解 电解水 催化作用 质子交换膜燃料电池 材料科学 化学工程 电化学 无机化学 质子 氧气 化学 电极 物理 物理化学 有机化学 电解质 工程类 量子力学
作者
Zhenyu Wu,Feng-Yang Chen,Boyang Li,Shen‐Wei Yu,Y. Zou Finfrock,Débora Motta Meira,Qiangqiang Yan,Peng Zhu,Ming‐Xi Chen,Tian‐Wei Song,Zhouyang Yin,Hai‐Wei Liang,Sen Zhang,Guofeng Wang,Haotian Wang
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:22 (1): 100-108 被引量:513
标识
DOI:10.1038/s41563-022-01380-5
摘要

Iridium-based electrocatalysts remain the only practical anode catalysts for proton exchange membrane (PEM) water electrolysis, due to their excellent stability under acidic oxygen evolution reaction (OER), but are greatly limited by their high cost and low reserves. Here, we report a nickel-stabilized, ruthenium dioxide (Ni-RuO2) catalyst, a promising alternative to iridium, with high activity and durability in acidic OER for PEM water electrolysis. While pristine RuO2 showed poor acidic OER stability and degraded within a short period of continuous operation, the incorporation of Ni greatly stabilized the RuO2 lattice and extended its durability by more than one order of magnitude. When applied to the anode of a PEM water electrolyser, our Ni-RuO2 catalyst demonstrated >1,000 h stability under a water-splitting current of 200 mA cm−2, suggesting potential for practical applications. Density functional theory studies, coupled with operando differential electrochemical mass spectroscopy analysis, confirmed the adsorbate-evolving mechanism on Ni-RuO2, as well as the critical role of Ni dopants in stabilization of surface Ru and subsurface oxygen for improved OER durability. Iridium-based electrocatalysts are traditional anode catalysts for proton exchange membrane water electrolysis but suffer from high cost and low reserves. An alternative, nickel-stabilized ruthenium dioxide catalyst with high activity and durability in acidic oxygen evolution reaction for water electrolysis is reported.
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
Ace_killer完成签到,获得积分20
1秒前
DaLu完成签到,获得积分10
2秒前
斯文可仁发布了新的文献求助10
3秒前
Handy发布了新的文献求助10
6秒前
高高冰蝶应助至幸采纳,获得10
7秒前
7秒前
wanci应助斯文可仁采纳,获得10
7秒前
江小鱼在查文献完成签到,获得积分10
7秒前
Lucky.完成签到 ,获得积分0
9秒前
WENc完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
yuhang完成签到 ,获得积分10
12秒前
能干的山雁完成签到 ,获得积分10
14秒前
YSY发布了新的文献求助10
14秒前
淡然靖柔完成签到,获得积分10
15秒前
ananan完成签到 ,获得积分10
16秒前
yhy完成签到,获得积分10
17秒前
mp5完成签到,获得积分10
19秒前
香蕉觅云应助飘雪采纳,获得10
20秒前
轻松的鑫完成签到 ,获得积分10
21秒前
英俊的铭应助YSY采纳,获得10
21秒前
香蕉秋柳发布了新的文献求助20
21秒前
22秒前
执着幻桃完成签到,获得积分10
23秒前
ZKcrane完成签到,获得积分10
23秒前
LonelyCMA完成签到 ,获得积分0
24秒前
26秒前
苑世朝发布了新的文献求助10
27秒前
海城好人完成签到,获得积分10
28秒前
记忆完成签到,获得积分10
29秒前
苹果诗筠发布了新的文献求助10
30秒前
jianrobsim完成签到,获得积分10
30秒前
VISIN发布了新的文献求助100
30秒前
zhangyx完成签到 ,获得积分10
31秒前
jianrobsim发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
alexlpb完成签到,获得积分0
34秒前
yy完成签到,获得积分10
36秒前
八八发布了新的文献求助40
36秒前
carbon完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3781024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326438
关于积分的说明 10227265
捐赠科研通 3041675
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669535
邀请新用户注册赠送积分活动 799095
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758734