高效制备Co2Mn0.1Ru0.9O4纳米催化剂及其在OER中的应用
2025-02-09 15:10
No.1338165302504202240
技术概要
PDF全文
本技术涉及OER催化剂技术领域,提供了一种高效合成Co2Mn0.1Ru0.9O4纳米结构的方法,并探讨了其在氧进化反应(OER)中的潜在应用。该方法具有制备简单、成本低廉、性能优异等特点,有望推动OER催化剂技术的发展。
背景技术
太阳能和风能等可再生能源被认为是实现环境友好型和可持续电力生产的有前景的方法。然而,太阳能和风能都具有间歇性可用性。因此,为了弥合能源供需之间的差距,需要大规模的储能解决方案。通过水或二氧化碳的催化氧化生成的分子燃料,如氧气、氢气或碳氢化合物,可以作为替代能源。贵金属如铂(Pt)被认为是水分解阴极部分(即水还原为氢气)的理想催化剂。然而,阳极部分(需要在强酸性条件下将水氧化为分子氧,即氧析出反应(OER))通常由铱(Ir)或钌(Ru)催化,但寻找一种活性高、稳定性好且成本低廉的催化剂仍然是一个重大挑战。尽管在非贵金属催化剂方面取得了显著成就,但最大的问题是与钌和铱催化剂相比,它们在OER中的表现仍然不足。由于OER在碱性和酸性介质中都面临极强的腐蚀性和侵蚀性条件,因此目前仍没有足够稳定和活跃的非贵金属催化剂。在此,我们报道了Co2 Mn0.1 Ru0.9 O4 的制备,它在碱性条件下展现出卓越的电催化OER性能,具有极低的过电位(250mV)和更长的稳定性。 水电解可以根据所用电解质分为三种主要类型:碱性水电解(AWE)、固体氧化物电解(SOE)和质子交换膜(PEM)电解。在这些类型中,PEM电解因其相对于AWE的优势而在可再生能源储存中脱颖而出,例如更低的能量损耗、更高的效率、更纯净的气体、更紧凑的设计、更高的电流密度、更快的响应速度和更少的气体交叉。然而,PEM电解在阳极上的氧气析出反应(OER)缓慢,导致效率降低,因此开发更好的OER催化剂至关重要。 在PEM水电解(PEMWE)中对高效OER的需求促使研究人员开发高活性、成本效益高且耐用的催化剂。然而,常见金属在酸性环境中容易腐蚀。因此,研究人员重点研究铂族金属,因为它们具有良好的抗酸性。研究表明,成分和结晶度等因素对OER性能有关键影响。 铱(Ir)基和钌(Ru)基氧化物是酸性条件下氧气析出反应(OER)的最佳催化剂。虽然RuO2 具有更高的催化活性,但由于在酸性环境中的溶解性更大,其稳定性低于IrO2 。RuO2 的溶解量是IrO2 的30倍,这使得IrO2 更加稳定,并广泛应用于PEM电解。然而,IrO2 的有限供应限制了其广泛应用。 鉴于上述分析,现有技术存在的急需解决的技术问题为:需要一种替代催化剂,以取代PEM水电解中的IrO2 作为阳极材料。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
穆罕默德·萨伊德  吕维强  梅宗维  牛英华  穆罕默德·索海尔  阿奇姆汗  皮尔穆罕默德伊斯梅尔
技术所属: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
相关技术
1,4,5,8-菲二醌活性物质、有机正极材料及水系锌电池 1,4,5,8-菲二醌活性物质、有机正极材料及水系锌电池
吩噻嗪自组装有机小分子空穴传输材料及其应用 吩噻嗪自组装有机小分子空穴传输材料及其应用
一种实心球形硫酸亚铁钠复合正极材料的制备方法及应用 一种实心球形硫酸亚铁钠复合正极材料的制备方法及应用
一种金属硒化物@MXene复合材料及其制法与应用 一种金属硒化物@MXene复合材料及其制法与应用
一种应用于钠离子电池的软硬碳复合电极材料及制备方法 一种应用于钠离子电池的软硬碳复合电极材料及制备方法
一种多孔碳基纳米笼钠电负极材料的制备方法和应用 一种多孔碳基纳米笼钠电负极材料的制备方法和应用
硫酸锌硫化碳材料的制备方法及其氧电催化应用 硫酸锌硫化碳材料的制备方法及其氧电催化应用
一种钒基正极材料制备方法 一种钒基正极材料制备方法
多空位类核壳ZnO@ZnS异质结的制备方法及产品与应用 多空位类核壳ZnO@ZnS异质结的制备方法及产品与应用
一种原位合成的贵金属基催化剂催化降解邻二氯苯的方法 一种原位合成的贵金属基催化剂催化降解邻二氯苯的方法
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利