Highly Efficient and Durable Anode Catalyst Layer Constructed with Deformable Hollow IrO x Nanospheres in Low‐Iridium PEM Water Electrolyzer

铱 阳极 电解 材料科学 图层(电子) 催化作用 化学工程 电解水 分解水 质子交换膜燃料电池 纳米技术 化学 电极 光催化 电解质 有机化学 工程类 物理化学
作者
Ke Sun,Xiao Liang,Xiyang Wang,Yimin A. Wu,Subhajit Jana,Yongcun Zou,Xiao Dan Zhao,Hui Chen,Xiaoxin Zou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:137 (21) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/ange.202504531
摘要

Abstract Reducing iridium packing density (g Ir cm −3 electrode) represents a critical pathway to lower geometric Ir loading in proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs), yet conventional approaches often cause performance issues of anode catalyst layer due to decreased structural stability and limited electron/mass transport efficiency. Here, we present deformable hollow IrO x nanospheres ( dh ‐IrO x ) as a structural‐engineered catalyst architecture that achieves an ultralow Ir packing density (20% of conventional IrO 2 nanoparticle‐based electrodes) while maintaining high catalytic activity and durability at reduced Ir loadings. Scalable synthesis of dh ‐IrO x via a hard‐template method—featuring precise SiO 2 nanosphere templating and conformal Ir(OH) 3 coating—enables batch production of tens of grams. Through cavity dimension and shell thickness optimization, dh ‐IrO x demonstrates excellent mechanical resilience to necessary electrode fabrication stresses, including high‐shear agitation, ultrasonic processing and hot‐pressing. In the anode catalyst layer, the quasi‐ordered close packing of dh ‐IrO x nanospheres simultaneously maximizes electrochemically active surface area, suppresses particle migration and agglomeration, and establishes percolated electron highways and rapid mass transport channels. The architected anode delivers high PEMWE performance (e.g., 1 A cm −2 @1.60 V and 2 A cm −2 @1.75 V@80 °C), while demonstrating excellent operational durability with <1.5% voltage loss over 3000 h.
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
你好纠结伦完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
小胖徐发布了新的文献求助10
1秒前
SanXing三醒发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
eileen发布了新的文献求助10
3秒前
小二郎的应助被现实的冰菱采纳,获得10
3秒前
英姑的应助被kangkang采纳,获得10
4秒前
溏心蛋完成签到,获得积分10
4秒前
成就的翰完成签到,获得积分20
4秒前
tparhd发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
咕咕鸟发布了新的文献求助50
5秒前
6秒前
6秒前
英姑的应助被止止采纳,获得10
7秒前
多喜乐发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Jangblue发布了新的文献求助10
7秒前
梁33发布了新的文献求助10
8秒前
wewe完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4的应助被Singhi采纳,获得10
8秒前
9秒前
yyy完成签到,获得积分10
9秒前
八月的应助被distance采纳,获得10
9秒前
沉淀发布了新的文献求助10
10秒前
tparhd发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
轩辕白竹完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
yyy发布了新的文献求助10
12秒前
Akim的应助被你很困的样子采纳,获得10
13秒前
坚强冰枫的应助被小铁匠采纳,获得10
13秒前
lara完成签到,获得积分10
13秒前
大模型的应助被小铁匠采纳,获得10
13秒前
高分求助中
(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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8075073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9493569
关于积分的说明 21375150
捐赠科研通 7642618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3399732
关于科研通互助平台的介绍 2529383
邀请新用户注册赠送积分活动 2438320