高性能Ir基阳极双催化层阴离子交换膜电解水

设计高性能低Ir阳极催化层对阴离子交换膜电解水(AEMWE)商业化发展至关重要。本研究采用催化剂涂覆基底(CCS)方法,构建基于氧化铱(IrO_(2))和碳载铱(IrC)双催化层的阳极结构,提出了一种新型双Ir催化层并提高了AEMWE性能。研究表明,在IrC-IrO_(2)(先喷涂碳载铱,后喷涂氧化铱)催化层中,IrC高度分散特性有利于提高催化层中Ir的利用率,优化了催化层内电子、氢氧根离子的传输。采用商业Pt/C催化剂作为阴极,IrC-IrO_(2)阳极双催化层组装成碱性膜电极,在1 mol/L KOH电解质条件下,2.0 V时IrC-IrO_(2)电极达到了2.31 A/cm^(2)的高电流密度,而且在低浓度电解质以及纯水中依旧保持较高的性能。本研究为碱性膜电解水技术高效催化层的设计提供了参考。

金属锰阴离子交换膜电解新技术研究

中南大学首次利用阴离子交换膜电解金属锰获得成功的情况。简明扼要地论述了离子交换膜的工作原理、试验工艺流程、试验结果等。试验证实:该新技术具有电解金属锰回收率高、产品质量好、可提高电解槽的有效利用率、有利于环境保护以及具有较好的经济效益。

自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)纳米棒阵列电极用于碱性阴离子交换膜电解水

开发高效耐用的电极对碱性阴离子交换膜电解水(AEMWEs)制氢至关重要。在这项研究中,我们展示了一种高效且稳定的自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF纳米棒阵列电极分别用于析氧反应(OER)和AEMWE的阳极。在这项工作中,我们将2D的镍铁层状双金属氢氧化物纳米片(NiFe LDHs)原位生长在1D的碱式碳酸钴纳米线上(Co-OH-CO_(3)/NF),最终得到独特的纳米棒阵列复合结构电极。在三电极体系中,自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF对OER具有良好的催化活性,在1 mol·L^(-1)KOH中,当电流密度为20 m A·cm^(-2)时,过电位为215 mV。当自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF作为AEMWE的阳极(70℃,1 mol·L^(-1)KOH),在电流密度为0.5 A·cm^(-2)时,电解电压为1.72 V,并且具有较好的稳定性。进一步的实验表征结果显示了自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF的优异性能是其具有特殊的形貌结构。这是由于纳米棒阵列电极的三维分层结构可以有效防止纳米片团聚,从而有利于电子转移,为水分解提供大量的边缘活性位点。

电解水制氢以及氢燃料电池用聚电解质阴离子交换膜的研究进展

氢能是一种具有广阔应用前景的新能源,阴离子交换膜电解水制氢技术(AEMWE)与阴离子交换膜氢燃料电池技术(AEMFC)被认为是极具发展前景的氢能源技术,两者均需要聚电解质阴离子交换膜(AEM)。本综述首先概述了AEMWE和AEMFC技术原理,提出AEM的技术要求,解释了AEM中OH^(-)的传输机制。接着根据主链结构的不同,重点对聚芳醚类、聚苯并咪唑类、聚苯烷撑类、聚烯烃类阴离子交换膜的研究进展进行了详细介绍,旨在为今后AEM的研发和设计提供思路。

阴离子交换膜在电解水制氢领域的研究进展

综述了阴离子交换膜的离子电导率与碱稳定性,对阴离子交换膜的离子传输机制以及降解机制进行了分析,总结了对于离子电导率与碱稳定性的改进策略。对用于电解水制氢技术的阴离子交换膜后续研究提出了展望,为阴离子交换膜电解水制氢技术实现大规模商业化应用提供理论指导。

哌啶功能化聚芳靛红膜制备及电解水性能

通过对三联苯和靛红的简单可控酸催化缩聚反应成功合成了一种无芳基醚键的聚芳靛红聚合物,而后与1-(6-溴己基)-1-甲基哌啶溴化铵进行季铵功能化反应,制备了哌啶功能化聚芳靛红阴离子交换膜用于碱性电解水制取氢气.膜在30℃时的离子传导率达到33 mS/cm.在80℃、1 mol/L KOH溶液中浸泡774 h后膜的离子交换容量可以保持初始值的85%,并且化学结构没有发生明显变化,显示出良好的耐碱稳定性.基于该膜的电池在50℃,1 mol/LKOH,2.5V时的电流密度达到312 mA/cm2,且在200 mA/cm2的电流密度下电池可以稳定运行约33 h.以上结果表明这种膜在碱性电解水领域具有良好的应用前景.