湖南
韩国光州科学技术大学的Chanho Pak教授领导的科研团队，携手韩国和美国的其他研究人员，近期开发出一种新型的介孔氧化钽（Ta2O5）负载铱纳米结构催化剂。该催化剂通过改性甲酸还原方法实现高效的质子交换膜水电解（PEMWE）。相关研究结果已发表在《电源杂志》上。
PEMWE技术是一种从可再生能源中提取多余能量并将其转化为氢气的有效方法，具有环保、高效等优点。然而，由于析氧反应（OER）速率缓慢以及需要使用高负载的昂贵金属氧化物催化剂（如铱（Ir）和氧化钌），其大规模应用仍受到限制。因此，开发具有成本效益和高性能的OER催化剂对于PEMWE的广泛应用至关重要。
该研究团队开发的新的催化剂，通过使用软模板法结合乙二胺包围工艺，成功地在稳定的介孔Ta2O5载体上均匀分散了富电子的Ir纳米结构。这一创新方法不仅降低了单个PEMWE细胞中的Ir用量至0.3 mg cm-2，而且提高了导电性和电化学活性表面积。
研究团队还通过实验证明了该催化剂具有较高的OER活性和稳定性。在288 mA cm-2的电流密度下，该催化剂的过电位为3±9.10 mV，质量活度为876.1 ± 125.1 A g-1。与IrO相比，其过电位为0.48 V，表现出更低的值。此外，通过膜电极组件单电池操作超过120小时的进一步验证，证明该催化剂具有优异的OER活性和稳定性。
这项研究的创新之处在于，通过设计新型的Ir/Ta2O5催化剂，实现了在降低Ir用量的同时提高其利用率和催化活性。此外，该研究还证实了该催化剂在PEMWE过程中的稳定性和高效性，为推动氢能源的广泛应用迈出了重要一步。
该研究成果对于降低PEMWE的成本并提高其效率具有重要意义，同时也为推动可再生能源的发展和实现清洁能源的广泛应用提供了新的可能性。未来，这种高效的Ir/Ta2O5催化剂有望成为制氢领域的主要方法，为绿色能源的发展做出贡献。
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