DOI: 10.1002/er.6204
在本研究中，通過對高濃度前體溶液的靜電紡絲成功制備了新型Pt-IrO2納米纖維析氧反應（OER）催化劑。對催化劑的組成和結構進行了表征，并從過電位、電荷轉移電阻和交換電流密度等多個方面考察了納米纖維催化劑在水電解中的電催化性能。重點研究了Pt/Ir比對電紡納米纖維電催化活性的影響。結果表明，采用靜電紡絲法可以成功獲得平均纖維直徑為10?100nm的Pt-IrO2納米纖維催化劑，其平均直徑隨Pt含量的增加而減小。由于較高的IrO2含量和較細的纖維結構均有利于電催化性能，因此當Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1時Pt-IrO2催化劑的OER催化性能均優于商用IrO2，較低的電荷轉移電阻和較高的交換電流密度證實了這一點。結果表明，當Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1時，Pt-IrO2催化劑的過電位分別比商用IrO2在0.5M H2SO4中30 mA cm-2時的過電位低50mV和32mV。具有適當Pt含量的電紡Pt-IrO2納米纖維催化劑具有很好的應用前景，因為它不僅可以提高PEM電解池的催化性能和安全性，而且可以減少催化劑中更昂貴的Ir的含量。
圖1.Pt-IrO2納米纖維催化劑的合成過程示意圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖2.煅燒前電紡Pt-IrO2納米纖維的SEM圖像：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=3:7，C，Pt/Ir=5:5，D，Pt/Ir=7:3，E，Pt/Ir=9:1
圖3.納米纖維催化劑的低倍和高倍TEM圖：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=3:7，C，Pt/Ir=5:5，D，Pt/Ir=7:3，E，F，Pt/Ir=9:1
圖4.催化劑的X射線衍射圖：A，Pt/Ir=1:9，B，Pt/Ir=9:1[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖5.納米纖維催化劑的EDS圖像（Pt:Ir=1:9和Pt:Ir=9:1）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖6.納米纖維催化劑的XPS（Pt:Ir=1:9）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖7.A，在0.5M H2SO4溶液中Pt-IrO2和IrO2在50 mV s-1處的線性掃描伏安曲線；B，Pt-IrO2和IrO2在30 mA cm-2處的過電勢[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖8.在0.5M H2SO4溶液中Pt-IrO2催化劑在1.644V電勢下的阻抗譜。B，C，波特圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖9.使用不同催化劑的電極的Tafel圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
微信二維碼
