Recientemente,el equipo de investigación de hidrógeno verde y almacenamiento de energía de alto rendimiento del Instituto de Estudios Avanzados de Shanghái de la Academia China de Ciencias(en adelante,"Instituto de Estudios Avanzados de Shanghái")ha logrado un avance significativo en el estudio de electrodos de membrana de bajo contenido de iridio,proporcionando nuevas perspectivas para la aplicación de bajo iridio en la electrólisis de agua con membrana de intercambio protónico(PEMWE)。
El equipo propuso un concepto de diseño estructural multinivel de "matriz de conos + capa ultrafina de Pt + nanoflores de Pt",construyendo con precisión el electrodo de membrana mediante tres procesos:nanolitografía por impresión,pulverización iónica y crecimiento in situ。Este enfoque aborda simultáneamente dos desafíos centrales de los electrodos de membrana tradicionales(MEAs):conductividad limitada y transferencia de masa。Entre estos,la capa ultrafina de Pt cumple una doble función:por un lado,mejora la conductividad en el plano en 12。3 veces,y por otro lado,actúa como sitio de nucleación para inducir el crecimiento de nanoflores de Pt,logrando una optimización sinérgica de estructura y rendimiento。
Los datos experimentales muestran que este electrodo de membrana de estructura multinivel alcanza un alto rendimiento con una carga ultra baja de iridio(0。096 mg cm⁻²),ahorrando más del 95% de iridio en comparación con los MEAs tradicionales。Además,con una densidad de corriente de 2。0 A cm⁻²,el voltaje de la celda es de solo 1。758 V,superando el 1。797 V de los MEAs tradicionales con alta carga de iridio(2 mg cm⁻²)。
Este logro fue publicado en Advanced Functional Materials con el título "Engineering a Hierarchical Pt/IrO2 Architecture with Tunable Hydrophilicity and High Conductivity for Ultralow-Ir-Loading PEM Water Electrolysis。";El primer autor del artículo es el Dr。Dong Shu,formado conjuntamente por la Universidad de ShangháiTech y el Instituto de Estudios Avanzados de Shanghái,siendo los investigadores asociados Wang Guoliang y Yang Hui los autores correspondientes。La investigación recibió apoyo de proyectos como el Programa Nacional de Clave I+D,la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China,el Programa de Investigación Prioritario Estratégico de la Academia China de Ciencias y la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de la Academia China de Ciencias。



