Venkatesan, Suriya und Mitzel, Jens und Ambu, Sambal Shashank und Morawietz, Tobias und Biswas, Indro und Recalde, Oscar und Adabifiroozjaei, Esmaeil und Molina-Luna, Leopoldo und Estes, Deven P und Wegner, Karsten und Gazdzicki, Pawel und Gago, Aldo und Friedrich, Kaspar Andreas (2024) Rapid Scalable One-step Production of Catalysts for Low-Iridium Content Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers. Advanced Energy Materials, Seiten 1-13. Wiley. doi: 10.1002/aenm.202401659. ISSN 1614-6832.
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Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202401659
Kurzfassung
Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a promising technology for green hydrogen production, although its widespread development with state-of-the-art loadings is threatened by the scarcity of iridium (Ir). Homogeneous dispersion of Ir in an immiscible electro-ceramic matrix can enhance catalytic mass activity and structural stability. The study presents IrySn0.9(1−y)Sb0.1(1−y)Ox solid solutions produced by highly scalable flame spray pyrolysis (FSP) process as efficient anode electrocatalysts for PEMWE, containing only 0.2 mg cm−2 of Ir in the catalyst layer (CL). Intense mixing of metal vapor and large thermal gradients in the precursor-derived high-temperature flame aids stabilizing sub-nanoscale entropic mixing within self-preserved 4–6 nm particles. Detailed investigations confirm that the one-step prepared solid solution electrocatalysts exhibit up to fourfold higher activity toward the oxygen evolution reaction (OER) compared to Ir black. The anode of a PEMWE utilizing this catalyst exhibits high performance and stability over 2000 h but with tenfold lower Ir loading than the state-of-art.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/208873/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Rapid Scalable One-step Production of Catalysts for Low-Iridium Content Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 16 November 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Advanced Energy Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1002/aenm.202401659 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 1-13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1614-6832 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Water electrolysis, low loading, durability, electrocatalysts, flame spray pyrolysis, solid solution | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Elektrochemische Energiespeicherung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | E VS - Verbrennungssysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung, L - Werkstoffe und Herstellverfahren, E - Materialen für chemische Energieträger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Venkatesan, Suriya | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 03 Dez 2024 17:42 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 04 Dez 2024 13:59 |
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