AEM电解水阳极催化剂材料详解:现状与突破
AEM电解水阳极催化剂材料详解:现状与突破 自二十世纪初起,阳极析氧反应(OER)便成为众多研究论文聚焦的重点。与酸性析氢反应(HER)等相比,OER的电化学活性明显较弱,通过对比二者的交换电流密度(ECDs),即零净电流密度下的内在活性,便能清晰地看出这一差异。据估算,在酸性条件下,OER的交换电流密度仅为1×10⁻⁴mA/cm²,而HER高达1mA/cm² 。20世纪60年代PEM技术的出现,更是让这一话题备受瞩目,因为这些ECDs构成了严重的动力学限制,极大地制约了PEM电解槽和燃料电池的效率。 进入碱性条件下,情况发生了反转。那些在酸性环境中易快速腐蚀、溶解的OER催化剂,在碱性电解质里却展现出活性与稳定性。而且,相较于酸性条件,碱性环境下OER和HER的ECDs差异明显减小,这意味着在碱性电解质中研究这两种反应时,研究工作的开展更为均衡。 如今,新型碱性析氧反应的催化剂几乎完全摒弃了贵金属(PGM)。随着钴、钒等元素在电池及消费电子产品生产中的用量不断攀升,其稀缺性愈发凸显,而这些新型催化剂正逐步降低对关键原材料(CRMs)的依赖。当前,研究最为广泛的碱性析氧反应催化剂材料涵盖铁、镍、钴、锰和铬,且通常以双金属或三元组合的形式存在。上述元素中的一种或多种,常以尖晶石、钙钛矿及一般氧化物的形态相结合,在碱性条件下呈现出良好的活性与稳定性。 [...]


