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  5. Rapid Scalable One‐step Production of Catalysts for Low‐Iridium Content Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers
 
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2025
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Rapid Scalable One‐step Production of Catalysts for Low‐Iridium Content Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers

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Hauptpublikation
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Size: 13.88 MB
TUDa URI
tuda/12998
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-290412
DOI
10.26083/tuprints-00029041
Autor:innen
Venkatesan, Suriya
Mitzel, Jens
Ambu, Sambal Shashank
Morawietz, Tobias
Biswas, Indro
Recalde, Oscar
Adabifiroozjaei, Esmaeil ORCID 0000-0002-5095-2419
Molina‐Luna, Leopoldo ORCID 0000-0002-9412-8093
Estes, Deven P.
Wegner, Karsten
Gazdzicki, Pawel
Gago, Aldo Saul ORCID 0000-0001-7000-171X
Friedrich, Kaspar Andreas
Kurzbeschreibung (Abstract)

Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a promising technology for green hydrogen production, although its widespread development with state‐of‐the‐art loadings is threatened by the scarcity of iridium (Ir). Homogeneous dispersion of Ir in an immiscible electro‐ceramic matrix can enhance catalytic mass activity and structural stability. The study presents IrySn₀.₉(₁₋y)Sb₀.₁(₁₋y)Oₓ solid solutions produced by highly scalable flame spray pyrolysis (FSP) process as efficient anode electrocatalysts for PEMWE, containing only 0.2 mg cm⁻² of Ir in the catalyst layer (CL). Intense mixing of metal vapor and large thermal gradients in the precursor‐derived high‐temperature flame aids stabilizing sub‐nanoscale entropic mixing within self‐preserved 4–6 nm particles. Detailed investigations confirm that the one‐step prepared solid solution electrocatalysts exhibit up to fourfold higher activity toward the oxygen evolution reaction (OER) compared to Ir black. The anode of a PEMWE utilizing this catalyst exhibits high performance and stability over 2000 h but with tenfold lower Ir loading than the state‐of‐art.

Freie Schlagworte

electrocatalysts

flame spray pyrolysis...

low loading

durability

solid solution

water electrolysis

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Elektronenmikroskopie
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Energy Materials
Jahrgang der Zeitschrift
15
Heftnummer der Zeitschrift
1
ISSN
1614-6840
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2025
Verlags-DOI
10.1002/aenm.202401659
PPN
527541648
Artikel-ID
2401659

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