第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛
2025
省赛
课外学术科技作品竞赛（主体赛）
特等奖
未转化
否
海水电解制氢可以克服我国深远海区域巨量可再生能源消纳难的瓶颈问题，实现规模化海上能源的高效存储与海水资源的有效利用。然而在海水电解过程中，Cl-离子的吸附与氧化通常会造成电极表面发生严重腐蚀。当前，质子交换膜（PEMWE）电解水制氢具有电流密度大、系统响应快、气体交叉效率低等优点，是最有前景的制氢技术。相比于更适合内陆电解淡水的碱性电解水和固体氧化物电解水技术，PEMWE更适用于深远海海水电解。然而，PEMWE电解槽的能量转换效率和耐久性主要取决于阳极析氧反应（OER），该反应涉及一个缓慢的四电子转移动力学过程。PEMWE恶劣的酸性和氧化环境限制了大多数OER电催化剂的广泛应用。基于此，本项目采用多元醇还原与煅烧相结合的策略制备高稳定性、高活性且抗氯腐蚀的a/c-RuIrOx催化剂。在海水电解质中，a/c-RuIrOx催化剂展现出优异的OER性能，远超于商业RuO2和IrO2。在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为210 mV，质量活性分别为商业RuO2和IrO2的76倍、55倍。a/c-RuIrOx催化剂在PEMWE电解槽中仅需1.83 V就能达到2 A cm-2的电流密度，并能够平稳运行1500 h，衰减率仅为27 μV h-1。原位红外显示表面的OH*层抵御海水中的氯离子。以上优越性能表明，基于PEM电解槽海水电解制氢催化剂a/c-RuIrOx有望工业化应用，带来可观经济效益与环境效益。
无
暂未公开
暂未公开
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