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: | 23 Jul 2025 11:45 |
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