SNU CBE

Percolation-driven iridium nanotube network linking utilization and durability for oxygen evolution electrode in proton exchange membrane water electrolysis

2026 · Applied Catalysis B: Environmental

저자

Gyu Seong Yi, Hui‐Yun Jeong, Jinho Oh, Sung Jong Yoo, 성영은 (Yung‐Eun Sung), Hyun S. Park

연구주제

Electrocatalysts for Energy Conversion · Fuel Cells and Related Materials · Catalytic Processes in Materials Science

NTIS 과학기술표준분류

가장 가까운 분류(에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소)가 화학·화공 범위 밖이다. 배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류.

AI 연구 키워드·방법

iridium nanotube 산소 발생 반응(OER) 퍼콜레이션 네트워크 고분자 전해질막 수전해(PEMWE)

키워드 (OpenAlex)

oxygen evolution reaction proton exchange membrane water electrolysis percolation threshold catalyst stability iridium loading mass activity degradation mechanism

초록

The high cost and limited availability of iridium restrict large-scale deployment of proton-exchange-membrane water electrolyzers (PEMWEs). Addressing this challenge requires maintaining electronic connectivity and catalytic activity at low Ir loadings. This study introduces an ionomer-free, iridium nanotube (IrNT) network that forms a contiguous one-dimensional electronic scaffold coated onto a titanium porous transport layer. IrNTs reach electrical percolation at an order-of-magnitude lower loading than IrO 2 nanoparticles (L c = 31.3 vs. 350.1 µg cm⁻²), boosting current distribution and Ir utilization at ultralow loadings. This enables mass activity to maximize at 50 µg cm -2 , reaching 79.03 A mg -1 . Durability testing up to 960 h identifies a two-step degradation pathway: (i) nanotube-to-nanoparticle morphological deformation that primarily elevates mass-transport resistance, follo…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

성영은

연구주제 1

Electrocatalysts for Energy Conversion

키워드 3

산소 발생 반응(OER) · 고분자 전해질막 수전해(PEMWE) · 퍼콜레이션 네트워크