Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2对甲醇的选择性电催化氧化性能研究

作者：李蒙南; 韩洁; 张大峰^*; 刘宝忠^*

来源：稀土, 2022, 43(05): 1-10.

DOI：10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.202205001

• 电催化
• 甲醇氧化
• Pr2O3
• Gd2O3
• RuO2

由于电解水阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)过电位较高，增加了电解水制氢的整体能耗。故本实验采用热力学上有利的甲醇氧化反应(Methanol Oxidation Reaction, MOR)替代OER,尝试缓解OER对酸性电解水制氢的能耗制约。通过热解法制备了Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2催化剂，不仅能催化甲醇生成增值的甲酸(HCOOH),而且可以使MOR过程与析氢反应耦合，生成高纯的H2。电化学分析测试表明，在含CH3OH(2.5 mol·L-1)的H2SO4(0.5 mol·L-1)电解质溶液中，电流密度达到10 mA·cm-2时，Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2的极化电位分别为1.208 V和1.191 V,远低于纯RuO2的1.40 V。对产物分析发现，在转移电子数约为200 C时，Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2产生甲酸的电流效率分别为51.4%和54.7%。上述结果表明，甲醇选择性氧化制甲酸反应对酸性OER过程展现出了极具潜力的替代价值，能够显著降低电解水制氢的成本。

• 单位
  化学化工学院; 河南理工大学