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钨酸钴中水-氢氧化物网络捕获助力质子交换膜水电解
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钨酸钴中水-氢氧化物网络捕获助力质子交换膜水电解 ▲ 作者：RANIT RAM, LU XIA, HIND BENZIDI, ANKU GUHA, VIKTORIA GOLOVANOVA, ALBA GARZóN MANJóN, ET AL. ▲ 链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk9849 ▲ 摘要： 析氧反应是高能效水基电解生产氢气和其他太阳能燃料的瓶颈。在质子交换膜水电解（PEMWE）中，贵金属通常是稳定催化该反应所必需的。 在这项工作中，研究组报道了钨酸钴的分层通过稳定酸中晶格缺陷的氧化物和水—氢氧化物网络，实现了高活性和耐久性。所得到的催化剂具有较低的过电位，2 V下的电流密度为1.8 A/cm2，1.77 V的工业条件下（80℃）在PEMWE系统中稳定运行时可高达1 A/cm2；活性提高了三倍；在1 A/cm2的电流密度下可稳定运行600小时。 ▲ Abstract： The oxygen evolution reaction is the bottleneck to energy-efficient water-based electrolysis for the production of hydrogen and other solar fuels. In proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE), precious metals have generally been necessary for the stable catalysis of this reaction. In this work, we report that delamination of cobalt tungstate enables high activity and durability through the stabilization of oxide and water-hydroxide networks of the lattice defects in acid. The resulting catalysts achieve lower overpotentials, a current density of 1.8 amperes per square centimeter at 2 volts, and stable operation up to 1 ampere per square centimeter in a PEMWE system at industrial conditions (80°C) at 1.77 volts; a threefold improvement in activity; and stable operation at 1 ampere per square centimeter over the course of 600 hours. |
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