양성자 교환막(피엠에스)물 전기분해 기술은 변동하는 재생 에너지원과 직접 결합할 수 있습니다.수소 생산. 이 접근 방식은 그리드 안전을 보장할 뿐만 아니라 재생 가능 자원의 재분배를 가능하게 하여 탄소 중립을 달성하기 위한 중요한 기술적 기반이 됩니다. 그러나 산성 환경으로 인해피엠에스 수전해, 이 기술은 현재 산성 조건에서 안정한 귀금속인 이리듐을 양극 촉매로 크게 의존하고 있습니다. 이리듐은 지구상에서 가장 희귀한 자원 중 하나로, 연간 생산량이 6~8톤에 불과하며, 희소성은 피엠에스 기반 수소 생산을 확대하는 데 상당한 어려움을 안겨줍니다.
이에 대응하여, 나카무라 류헤이가 이끄는 연구팀은 망간(민)과 이리듐(이르) 사이의 특별한 친화력을 발견하고 활용하여, 매우 안정적이고 원자적으로 분산된 6가 이리듐 촉매(아이비아이(IRVI)-야단법석)를 개발했습니다. 이 새로운 촉매는 이리듐 로딩을 0.1mg/센티미터² 이하로 줄이는 동시에 높은 활성과 안정성을 유지하는데, 이는 현재 피엠에스 물 전기분해에서 사용되는 이리듐 로딩(2-4mg/센티미터²)보다 95% 이상 낮습니다. 일반적으로 사용되는 이르⁴⁺ 촉매와 비교했을 때, 이 새로운 촉매는 더 높은 원자가 상태(이르⁶⁺)를 가지고 있으며 γ-산화 망간₂ 표면에 원자적으로 분산됩니다. 이르⁶⁺ 상태는 이리듐의 고유한 활성과 안정성을 향상시키는 반면, 원자 수준의 분산은 이리듐을 거의 100% 활용할 수 있게 합니다. 연구팀은 이르 촉매의 합성, 구조적 특성, 피엠에스 수전해 성능에 대한 포괄적인 분석을 수행하여 Mn과 Ir의 상호 작용을 명확히 밝혔고 피엠에스 전해조에서 0.1 mg/센티미터² 미만의 이리듐 담지량으로 촉매의 성능이 우수함을 보여주었습니다.
연구 결과는 에 발표되었습니다.과학"산소 발생 촉매를 위한 산화 망간₂ 환원으로부터 얻은 원자 분산 6가 이리듐 산화물.으아아아아 연락 저자는 아이롱 Li와 류헤이 Nakamura이고, 첫 번째 저자는 아이롱 Li와 쌍 Kong입니다.
