报告题目 | Manganese-based Catalysts for Proton Exchange Membrane Water Electrolysis |
报告人 | 孔爽 研究员 |
报告人单位 | 日本理化学研究所 |
报告时间 | 2024年8月8日（星期四）16：00 |
报告地点 | 环资楼939会议室 |
主办单位 | 精准智能化学重点实验室 |
Proton exchange membrane (PEM) electrolysis is a key technology for green hydrogen production due to its rapid response to fluctuating power from solar panels and wind turbines. However, the scarcity and uneven distribution of iridium limit the widespread deployment of PEM water electrolysis. Here, I will show how we can reduce the reliance on iridium by developing manganese-based electrocatalysts. Specifically, by precisely regulating the lattice oxygen structure of γ-MnO2, we achieved 1000 hours of hydrogen production at 200 mA cm-2 using pure MnO2 as the anode catalyst in a PEM electrolyzer (Nature Catalysis, 2024). γ-MnO2 shows promise not only as a catalyst but also as a substrate for reducing iridium usage due to the strong affinity between manganese and iridium (Science, 2024). We successfully synthesized a novel iridium catalyst featuring an oxidation state of +6 and atomic dispersion. This catalyst achieved a 95% reduction in iridium loading compared to current PEM electrolyzers while maintaining excellent activity and stability. Additionally, we have collaborated closely with industrial partners to file over 20 patents. Our study represents a significant step towards reducing reliance on iridium for large-scale hydrogen production. | |
报告人简介 | 孔爽，日本理化学研究所研究员。2017年9月获得中国科学院大连化学物理研究所物理化学博士学位，博士生导师：包信和院士，姜鹏研究员。2017至2023年，在日本从事PEM电解水技术的研究及开发工作，担任新能源产业技术综合开发机构 (NEDO）项目特别研究员，做为骨干参与“水电解制氢技术的基础研究与开发/固体聚合物水电解(PEM)技术的研究与开发以及应对波动电源的稳定性分析”的研究与开发工作。2023年1月至8月，在三一集团氢能公司工作，担任北京实验室PEM电解水制氢项目负责人，完成实验室建设协助完成公司兆瓦级电解槽立项。2023年11月至今，在日本理化学研究所（RIKEN），担任研究员，继续从事PEM电解水制氢研发工作。报告人同时担任ACS Sustainable Chemistry & Engineering杂志的青年编委。目前，在国际刊物Science (1篇, Science 2024, 384, 666)，Nature Catalysis (2篇, Nat Catal 2022, 5, 109; Nat Catal 2024, 7, 252.) 等上共发表学术论文20余篇；申请电解水相关专利20余项（PCT/JP2019/031640，PCT/JP2021/011501，PCT/JP2022/023599等）；其中多种电解水催化剂，已经获得日本东曹株式会社（TOSOH），东京燃气（Tokyo Gas）等企业资助及推广。由于研究成果突出，受邀日本《科学道》杂志和RIKEN-People等媒体的专访报道。 |
