基于WO_(3)阵列的高效PEM电解水铱负载电极

摘要

PEM电解水阳极面临高电位强氧化的环境,同时受限于金属铱的高昂价格,开发低成本、高活性与稳定性的析氧电极面临巨大挑战。本文通过操作简单的浸渍法在WO_(3)阵列表面进行铱负载,得到的Ir@WO_(3)电极在PEM电解水析氧电极中具有较高的活性与应用化价值。通过优化铱前驱体的浸渍量,当载量为0.15 mg_(Ir)·cm^(-2)时,电极呈无序多孔结构,铱在电极表面均匀分布。单电解池测试膜电极2.0 V下性能达到2.3 A·cm^(-2),此时铱质量比活性提高至15.5 A·g_(Ir)^(-1),传质极化区域tafel斜率降低至360 mV·dec^(-1);相比商业化铱黑喷涂电极,WO_(3)阵列载体的电极在提高催化剂质量活性与降低电极的传质极化方面具有优势。本研究提供的电极制备方法与性能研究思路对于发展低成本高活性PEM电解水膜电极具有一定的价值。