核-壳型PEM电解水制氢阳极铱基催化剂的研究进展

基于可再生能源电力的质子交换膜(PEM)电解水制氢技术是现阶段大规模制取绿氢的有效方法之一,其具有工作效率高、制氢纯度高、电解槽及系统结构紧凑、本质安全性高、负荷波动可调节范围大、适合快速启停等优点。阳极反应是速率控制步骤,阳极催化剂的活性和稳定性以及成本是目前制约PEM电解水制氢大规模发展的重要因素之一,目前主要的阳极商业催化剂为IrO2或Ir黑催化剂,Ir储量少且价格昂贵,因此当务之急是寻求能够同时降低催化剂成本和提高催化剂性能的有效方法。具有核-壳结构的Ir-M催化剂利用核与壳之间的电子效应和应变效应的协同调节,不仅可以降低贵金属Ir的用量,而且能显著提高催化活性,笔者综述了核-壳结构型Ir基PEM电解水制氢阳极催化剂的主要制备方法,包括胶体法(晶种生长法)、一步合成法、选择性脱合金法等,分析了反应机理,阐述了核壳结构电催化剂特用的表征方法,最后对Ir基核-壳结构催化剂的研究发展趋势做出了展望。

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本文档关键词:阳极,催化剂,研究进展,电解水,壳型