圖形摘要。信用: 能量字母ACS (2025)。 doi:10.1021/acsenergylett.5C01785
最近的一項研究表明,在水電解器的早期階段降低生產力的主要原因是由於鉑催化劑(PT)在陰極上的聚集。
研究小組引入了乾燥陰極的運行,該干燥陰極與液體電解質的陰極直接接觸,研究組的生產率下降了近50%,從而加速了更可靠且在商業上可持續可行的氫產生的路徑。
Yangkuk Kvon教授及其在能源化學工程學院的研究小組Unist發現,與以前的假設不同,最初的性能最初惡化主要發生在陰極方面。他們的結果表明,在乾燥陰極條件下的工作有效地使這種早期降解變化。
該研究發表在互聯網上 能量字母ACS場地
水電解是一種使用電力將水分解成氫和氧氣的過程,是一項有前途的純能源技術。在陰離子代謝膜(AEM)的各種類型的電解器中,它們的耐腐蝕性和光結構特別有用。
然而,一個恆定的問題是“初始降解”,其特徵是操作的最初幾個小時內快速電壓的增加,這會大大降低效率,因為較高的電壓需要更大的能量,同一氫輸出需要更大的能量。
研究表明,這種早期降解的90%以上源自氫進化的陰極。特別是,主要由陰極中存在的水分引起的鉑催化劑顆粒的聚集是反動能力和性能的降低。
使用命令開發的三個 – 電極分析的新方法,與傳統的兩個電極設置不同,它們可以準確確定性能損失的起源。傳統的兩個 – 電極測量通常隱藏了哪些電極響應,通常歸因於陽極的問題。
相反,新方法允許進行有目的的分析,表明幹陰極的運行顯著降低了電壓的增加:在最初的40小時內,電壓的增加幾乎為一半 – 從大約163 mV到96 mV,這表明長期穩定的氫產生。
該研究的第一作者泰勳(Tae-hoon Kong)解釋說:“雖然陽極側通常使用潮濕的工作條件,但陰極在混合潮濕和乾燥的條件下進行操作。在我們的研究中,經過實驗表明,進入陰極的水分錶明,進入陰極的水分促進了鉑金顆粒的轉移,從而導致最初的銷毀。這是滲透性的。
權教授強調:“儘管AEM水電解是一種高度控制的綠色氫生產方法,但其商業化很難在早期階段快速降低生產力。”
“我們的結果表明,簡單的操作調整(例如採用乾極陰極條件)可以顯著提高這些系統的長期穩定性,從而提供實用的商業部署途徑。
“此外,這種創新的分析方法可以應用於電極材料的開發,評估電極設計的耐用性和優化,在很大程度上有助於電化學能源技術的發展。”
更多信息:
Tae-hoon Kong等。陰極是水,電解液,電解液的初始降解的關鍵因素 能量字母ACS (2025)。 doi:10.1021/acsenergylett.5C01785
引用:乾燥的陰極的操作是向白金醜聞的,以增加用水的電力勳爵的壽命(2025年,8月21日)。 2025年8月21日從https://techxplore.com/news/2025-08-dry-cathode-platinum-clumping-boost.html收到
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