Kemajuan wis digawe ing sinau babagan elektrolisis membran pertukaran proton kanggo produksi hidrogen saka banyu

Tim sing dipimpin dening Yang Hui, peneliti ing Shanghai Institute for Advanced Studies of Chinese Academy of Sciences, wis nggawe kemajuan penting ing produksi hidrogen kanthi elektrolisis membran pertukaran proton.Desain sakabèhé saka anoda karo struktur urutan gradien karo loading iridium kurang kanggo membran exchange protonelektrolisis banyu, diterbitake ing Nano Letters.

Proton exchange membrane hydroelectrolysis (PEMWE) minangka salah sawijining teknologi utama kanggo produksi hidrogen kanthi emisi karbon nol.Ing saiki, jumlah dhuwur saka logam mulia Ir ing sisih anoda nemen mundhak biaya PEMWE lan matesi sawijining proses komersialisasi.Preparation katalis kanthi aktivitas dhuwur lan isi Ir kurang minangka cara umum kanggo ngurangi jumlah Ir.Nanging, ing panggunaan nyata PEMWE, elektroda membran (MEA) kudu dioperasikake kanthi kapadhetan arus dhuwur (â¥1-2 A cm-2) kanggo njamin produksi hidrogen sing efisien, saéngga masalah pemanfaatan katalis kurang, dhuwur. resistance ohm lan transfer massa winates kudu ditanggulangi ing wektu sing padha.Konstruksi MEA sing diprentahake bakal nyuda kinetika elektrokatalitik, transfer massa lan mundhut ohmik ing wektu sing padha, sing dadi tujuan riset sel bahan bakar hidrogen, nanging cukup tantangan.

Amarga iki, saka perspektif desain integrasi struktur MEA, tim riset ilmiah kanthi inovatif ngusulake kanggo nyiapake jinis MEA anyar sing dipesen kanthi susunan conical gradien anoda lan antarmuka lapisan membran / katalitik telung dimensi kanthi nggunakake teknologi nano-imprint lan statis. cara.Susunan kerucut lan struktur lapisan katalitik gradien nambah paparan situs aktif;Gradient lan telung dimensi membran / antarmuka lapisan katalitik nambah kekuatan iketan antarmuka.Void sing disusun kanthi vertikal nyedhiyakake saluran sing cepet kanggo transmisi gas lan cairan.Struktur MEA bisa nyuda kerugian kinerja sing disebabake dening kinetika elektrokatalitik, ohm lan polarisasi transfer massa.Dibandhingake karo MEA conventional karo loading Ir 2 mg cm-2, struktur dhawuh nambah wilayah aktif elektrokimia dening 4,2 kaping, lan suda transfer massa lan polarisasi ohmic overpotential dening 13,9 % lan 8,7 %, mungguh.MEA pesenan anyar nuduhake kinerja apik banget saka 1.801V@2A cm-2 nalika beban Ir minangka kurang minangka 0.2 mg cm-2, kang iso dibandhingke kanggo struktur MEA tradisional karo sepuluh kaping beban Ir, lan nuduhake stabilitas apik.Panaliten iki nyedhiyakake strategi anyar kanggo pangembangan PEMWE kanthi kinerja dhuwur, beban katalis logam mulia sing kurang lan umur dawa.