陰イオン交換膜電解セル（AEMEC）用の相互作用酸化物支持体上のNiおよびCo触媒

本研究は、新しい複合触媒材料—マグネリ相チタニア上に堆積したNiおよびCo—を提示し、陰イオン交換膜（AEMEC）を用いた電気化学的水分解による水素の生成のための膜電極アセンブリへのその複雑な特性評価と統合のプロセスを説明しています。化学組成、表面構造、および形態は、XRDおよびSEM分析によって特性評価されました。水性アルカリ電解質（25 wt.% KOH）中での水素（HER）および酸素（OER）の部分電極反応の進展における活性は、リニアスイープボルタンメトリーを用いて評価されました。支持体の相互作用的役割が調査され、議論されました。テストされたサンプルの中で、30 wt.%のCoを含むサンプル（Co30/MPT）はOERにおいて優れた性能を示しました。反応は1.65 Vで開始され、1.8 Vで電流密度は75 mA cm−2に達しました。HERは、40 wt.%のNiを含むサンプル（Ni40/MPT）で最も効率的であり、電圧−0.5 Vで電流密度は95 mAに達します。支持体のないNiおよびCoと比較した触媒効率の変化は、遷移金属のハイパーd電子特性とハイポd電子支持体との間の電子相互作用による相乗効果に起因しています。事前に選定された触媒は、市販および実験室で調製された陰イオン導電膜を使用して膜電極アセンブリ（MEA）に統合され、カスタムメイドのAEMECでテストされました。その性能は、市販の炭素支持Pt触媒を用いたMEAと比較されました。新しく調製された触媒を用いたMEAは、長期運転（1.8 Vで50 mA cm−2、60時間耐久試験）においてより良い性能を示し、高コスト効率と相まって、この材料の組み合わせをAEMECの応用に有望であると見なす根拠を提供しました。