Robust Monolithic Transition Metal Electrodes for High-Performance Oxygen Evolution in Impure Water Electrolysis

析氧 电解 电解水 材料科学 分解水 制氢 化学工程 聚合物电解质膜电解 催化作用 过渡金属 碱性水电解 降级(电信) 无机化学 高压电解 瓶颈 金属 电极 氧气 电解质 电流(流体) 阳极 杂质 电解法 克拉克电极 化学 大规模运输 冶金 水处理 锅炉给水
作者
Max Pupucevski,Judith Lattimer,Emily Tong,Anna Wolock,Angeles Dios,Steve McCatty
出处
期刊:Meeting abstracts [Institute of Physics]
卷期号:MA2025-02 (39): 1888-1888
标识
DOI:10.1149/ma2025-02391888mtgabs
摘要

Achieving cost-effective and durable water electrolysis using widely available, minimally purified water is a central challenge for large-scale hydrogen production. A major bottleneck lies in developing robust oxygen evolution reaction (OER) catalysts that can maintain high activity and stability while operating in water containing dissolved salts and other contaminants. To address this, we have designed and synthesized non-platinum group metal (PGM) OER electrodes—including novel monolithic metal oxides deposited on stainless-steel or Hastelloy substrates—tailored to withstand harsh electrolyzer conditions without significant performance loss. By optimizing catalyst composition, ionomer content, and mass transport within the electrode, we aim to achieve current densities exceeding 2 A cm⁻² at 1.8 V or less while ensuring minimal degradation rates in alkaline environments with salt concentrations of at least 1000 ppm. Full-cell tests conducted in 5 cm² anion-exchange membrane electrolyzers demonstrate that these advanced OER catalysts, when paired with PGM-free cathodes, deliver stable performance across multiple impurity levels (e.g., up to 1000 ppm NaCl) in 0.1 M KOH at 80 °C. Notably, current densities exceeding 1.5 A cm⁻² at 2 V have been achieved under both tap-water and brinier feeds, validating the feasibility of durable, high-performance operation on low-grade water. Ongoing work focuses on optimizing catalyst-layer morphology, catalyst-ionomer interactions, and active-area scale-up to improve electrolyzer resiliency and cost-effectiveness, paving the way for commercially viable hydrogen production from impure water streams.

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
song发布了新的文献求助10
刚刚
酷波er应助都好都好好的采纳,获得10
刚刚
MZY完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
1秒前
AEGUO发布了新的文献求助10
4秒前
FashionBoy应助xingxingyu采纳,获得10
4秒前
YY完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
7秒前
糖豆豆发布了新的文献求助10
7秒前
Hello应助flowercat采纳,获得10
7秒前
8秒前
Novoa发布了新的文献求助10
9秒前
liuxl发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
feilu完成签到,获得积分10
12秒前
tinale_huang发布了新的文献求助10
12秒前
谨慎的胡萝卜完成签到,获得积分10
16秒前
11发布了新的文献求助10
17秒前
tangtang完成签到,获得积分20
18秒前
烂漫芷雪完成签到,获得积分10
19秒前
sunrise完成签到,获得积分10
19秒前
NexusExplorer应助小方采纳,获得10
19秒前
搜集达人应助flowercat采纳,获得10
20秒前
呼伦贝尔大草原完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
24秒前
27秒前
27秒前
maguodrgon发布了新的文献求助30
28秒前
28秒前
爆米花应助糖豆豆采纳,获得10
30秒前
30秒前
31秒前
111111完成签到 ,获得积分10
31秒前
忐忑的觅夏完成签到,获得积分10
31秒前
ii发布了新的文献求助10
34秒前
34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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
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 7315837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931859
关于积分的说明 18933608
捐赠科研通 6975866
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213948
关于科研通互助平台的介绍 2381906
邀请新用户注册赠送积分活动 2192582