阴离子交换膜电解水技术及其析氧催化剂的研究进展与展望

作     者：高渊 张议洁 赵强 李晋平 刘光 赵川 

作者机构：太原理工大学化学工程与技术学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室 怀柔实验室山西研究院 新南威尔士大学化学系 

出 版 物：《中国科学:化学》 (Scientia Sinica(Chimica))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:22075196,U22A20418,21878204) 山西省留学基金资助研究项目(2022-050)资助 

主　　题：氢能 阴离子交换膜电解水 析氧反应 工业级电流密度 重构 

摘      要：电解水制氢技术可以实现氢能与电能的相互转换,被认为是解决能源危机和环境问题的有效途径之一.在当下主流的电解水制氢技术中,阴离子交换膜电解水(AEMWE)兼具碱性电解水和质子交换膜电解水的优点,具有高的产氢纯度和较低的制氢成本,被认为是极具发展前景的电解水制氢技术.然而, AEMWE目前仍处于实验室阶段,难以实现工业化应用,主要原因之一是析氧(OER)催化剂在工业级电流密度下的本征活性和稳定性不足.因此,开发在工业级电流密度下高效且稳定的析氧电催化剂至关重要.本文介绍了AEMWE的结构组成及反应机理,分析了OER电催化剂的研究现状,讨论了OER过程中催化剂发生的重构现象.最后,对AEMWE析氧催化剂在工业发展中存在的挑战及未来发展方向进行了展望.