Uretatik hidrogenoa ekoizteko protoi-trukearen mintzaren elektrolisiaren ikerketan aurrera egin da

Yang Hui Txinako Zientzien Akademiako Ikasketa Aurreratuen Shanghaiko Institutuko ikertzaileak zuzendutako talde batek aurrerapen garrantzitsuak egin ditu hidrogenoaren ekoizpenean protoi-trukearen mintzaren elektrolisiaren bidez.Protoi-trukearen mintzetarako iridio karga baxua duen gradiente ordenatutako egitura duen anodoaren diseinu orokorrauraren elektrolisia, Nano Letters-en argitaratua.

Protoi-trukearen mintzaren hidroelektrolisia (PEMWE) karbono-igorpenik gabeko hidrogenoa ekoizteko teknologi nagusietako bat da.Gaur egun, anodo aldean dagoen Ir metal preziatuaren kantitate handiak PEMWEren kostua asko handitzen du eta bere komertzializazio prozesua mugatzen du.Jarduera handiko eta Ir eduki baxuko katalizatzailea prestatzea Ir kantitatea murrizteko ohiko metodoa da.Hala ere, PEMWEren benetako erabileran, mintz-elektrodoa (MEA) korronte-dentsitate handiarekin (â¥1-2 A cm-2) funtzionatu behar da hidrogenoaren ekoizpen eraginkorra bermatzeko, beraz, katalizatzaileen erabilera baxuaren arazoak, altuak. ohm erresistentzia eta masa-transferentzia mugatua aldi berean konpondu behar dira.MEA ordenatuaren eraikuntzak zinetika elektrokatalitikoa, masa-transferentzia eta galera ohmikoa murriztea espero da, hori baita hidrogenoaren erregai-pilen ikerketaren helburua, baina nahiko erronka da.

Hori ikusita, MEA egitura-integrazioaren diseinuaren ikuspegitik, ikerketa zientifikoko taldeak modu berritzaile batean proposatu zuen ordenatutako MEA mota berri bat prestatzea, anodo gradiente-matrize konikoarekin eta hiru dimentsioko mintz/geruza katalitikoko interfazearekin, nano-inprimaketa teknologia eta estatikoa erabiliz. metodoa.Array konikoak eta gradientea geruza katalitikoen egitura gune aktiboen esposizioa areagotu zuten;Gradienteak eta hiru dimentsioko mintza/geruza katalitikoko interfazeak interfazearen lotura indarra hobetzen du.Bertikalki antolatutako hutsuneek gasa eta likidoa transmititzeko kanal azkarra eskaintzen dute.MEA egiturak aldi berean murrizten du zinetika elektrokatalitikoak, ohmak eta masa-transferentziaren polarizazioak eragindako errendimendu-galera.2 mg cm-2-ko Ir karga duen MEA ohikoarekin alderatuta, egitura ordenatuak eremu aktibo elektrokimikoa 4,2 aldiz handitu zuen, eta masa-transferentzia eta polarizazio ohmikoaren gainpotentziala % 13,9 eta % 8,7 murriztu zituen, hurrenez hurren.Ordenatutako MEA berriak 1.801V@2A cm-2-ko errendimendu bikaina erakutsi zuen Ir karga 0,2 mg cm-2 bezain baxua zenean, MEA egitura tradizionalaren parekoa zen Ir karga hamar aldiz handiagoarekin, eta egonkortasun ona erakutsi zuen.Ikerketa honek PEMWE garatzeko estrategia berri bat eskaintzen du errendimendu handiko, metal nobleen katalizatzaileen karga baxuarekin eta bizitza luzearekin.