Stabilitätsanforderungen von Elektrokatalysatoren für die Sauerstoffentwicklung: der Weg zu einem grundlegenden Verständnis und zur Minimierung der Katalysatordegradation

Dieser Aufsatz befasst sich mit den technischen Herausforderungen, wissenschaftlichen Grundlagen, neuen Entwicklungen und Perspektiven auf dem Gebiet der Stabilität und Degradation von OER‐Katalysatoren (OER=Sauerstoffentwicklungsreaktion) an Elektrolyseuranoden in saurer Umgebung. Vorrangig wird de...

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Published in:Angewandte Chemie 2017-05, Vol.129 (22), p.6088-6117
Main Authors: Spöri, Camillo, Kwan, Jason Tai Hong, Bonakdarpour, Arman, Wilkinson, David P., Strasser, Peter
Format: Article
Language:English
Subjects:
Beschleunigter Alterungstest
Iridium
Membranen
Sauerstoffentwicklungsreaktion
Wasserspaltung
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Description
Summary:Dieser Aufsatz befasst sich mit den technischen Herausforderungen, wissenschaftlichen Grundlagen, neuen Entwicklungen und Perspektiven auf dem Gebiet der Stabilität und Degradation von OER‐Katalysatoren (OER=Sauerstoffentwicklungsreaktion) an Elektrolyseuranoden in saurer Umgebung. Vorrangig wird der Betrieb auf Basis von Membran‐Elektrode‐Einheiten betrachtet. Zuerst wird der Begriff “Katalysatorstabilität” diskutiert; weitere Themen sind die aktuellen Leistungsziele sowie die Hauptmechanismen der Katalysatordegradation und Strategien zu deren Verminderung. Anschließend werden geeignete In‐situ‐Methoden für die Untersuchung der Katalysatordegradation bewertet und Entwicklungen bei der Abstimmung der OER‐Katalysatorstabilität beschrieben. Abschließend wird die Bedeutung allgemeingültiger Kennzahlen für die Stabilität diskutiert, und es wird ein umfassender beschleunigter Alterungstest vorgeschlagen, der vergleichbare Leistungsdaten für verschiedene Laborbedingungen und Katalysatortypen liefert. Ziel ist es, die Beziehungen zwischen Struktur, Zusammensetzung und Stabilität von OER‐Katalysatoren bei verschiedenen Betriebsbedingungen aufzuzeigen. Alterungsforschung: Der Aufsatz befasst sich mit dem grundlegenden Verständnis der Stabilität und Degradation von Katalysatoren der Sauerstoffentwicklungsreaktion beim Betrieb in sauren Umgebungen. Große Bedeutung kommt dabei allgemeingültigen Kennzahlen zu, die über die Stabilität Auskunft geben. Ein beschleunigter Alterungstest wird vorgeschlagen, der vergleichbare Leistungsdaten für verschiedene Katalysatortypen und Laborbedingungen liefert.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201608601