Improving stability of iridium oxide based anodes for water electrolysis

提高水电解用氧化铱基阳极的稳定性

基本信息

  • 批准号:
    2277237
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2018 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Polymer electrolyte membrane water electrolysers (PEMWE) represent many advantages over conventional alkaline electrolysers including the ability to operate at high current density as well as being able to better cope with intermittent use that would accompany the use of renewable energy sources such as wind and solar power. While much work has been conducted on reducing or removing the noble metal content for the catalysis of the sluggish oxygen evolution reaction (OER) that occurs at the anode in PEMWE, the anode catalyst (IrOx/RuOx) represents a small percentage (3.6%) of the total cost of a PEMWE system. Therefore, to improve the commercial viability of PEM electrolysers improvements to stack lifetime are required. One of the principles ways this could be achieved is to increase the stability of the catalysts used.This project will look at improving the understanding of OER catalysts stability and dissolution mechanism as well as build on methods for standardised short term accelerated testing in aqueous acidic media that can better benchmark stability of OER catalysts for PEMWE applications. The intention is also to conduct a comparison of results obtained in three electrode laboratory testing to in-operando (MEA testing) using thermally prepared rutile IrO2 catalysts which have previously shown to be the most stable for OER. In addition, it will look at ways to improve stability of catalysts while retaining their activity such as work previously conducted on the use of mixed oxides and metal addition to specific surface sites.Throughout the project particular effort will be made to try and associate electrochemical data to surface descriptors to better determine which physical features of the nanoparticles affect metal dissolution. This information should enable better development of electrochemical catalysts that suffer less from metal dissolution when in operation at high potentials such as those required for electrochemical water splitting for hydrogen fuel generation
聚合物电解质膜水电解槽(PEMWE)相对于常规碱性电解槽表现出许多优点,包括在高电流密度下操作的能力以及能够更好地科普伴随使用可再生能源(例如风能和太阳能)的间歇性使用。虽然已经进行了大量的工作来减少或去除用于在PEMWE中的阳极处发生的缓慢析氧反应(OER)的催化的贵金属含量,但是阳极催化剂(IrOx/RuOx)占PEMWE系统的总成本的小百分比(3.6%)。因此,为了提高PEM电解槽的商业可行性,需要改进电池堆寿命。实现这一目标的主要方法之一是提高所用催化剂的稳定性。该项目将着眼于提高对OER催化剂稳定性和溶解机理的理解,并建立在酸性水介质中标准化短期加速测试方法的基础上,以更好地衡量PEMWE应用中OER催化剂的稳定性。目的还在于将三电极实验室测试中获得的结果与使用热制备的金红石IrO 2催化剂的操作中(MEA测试)结果进行比较,该催化剂先前已显示出对OER最稳定。此外,它将研究如何提高催化剂的稳定性,同时保持其活性,如工作以前进行的使用混合氧化物和金属添加到特定的表面sites.在整个项目的特别努力将尝试和相关的电化学数据的表面描述符,以更好地确定哪些物理特征的纳米粒子影响金属溶解。该信息应该能够更好地开发电化学催化剂,当在高电位下操作时,所述电化学催化剂遭受较少的金属溶解,所述高电位例如是用于氢燃料产生的电化学水分解所需的那些电位

项目成果

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