کاتالیزورهای تک اتمی برای الکترولیز آب: از بستر پوشش داده شده با کاتالیزور تا غشای پوشش داده شده با کاتالیزور

تولید هیدروژن سبز از طریق الکترولیز آب به عنوان یک فناوری نسل بعدی در نظر گرفته می شود که قادر به تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی برای دستیابی به بی طرفی کربن است. هسته طراحی یک الکترولیز آب در طراحی مجموعه الکترود غشایی (MEA) با ادغام بهینه غشاء، الکتروکاتالیست ها و لایه انتشار گاز نهفته است. در میان دو روش ساخت MEA نماینده، بسترهای پوشش‌داده‌شده با کاتالیزور (CCS) و غشاهای پوشش‌داده‌شده با کاتالیزور (CCM)، CCM به دلیل تماس لایه/غشاء کاتالیزوری و مقیاس‌پذیری‌اش، امیدوارکننده‌ای است. عامل کلیدی در روش CCM کاربرد کارآمد کاتالیزور پودری بر روی غشا است. در این راستا، استفاده از کاتالیزورهای تک اتمی (SAC) به دلیل فعالیت کاتالیزوری بی‌سابقه‌ای که از پیکربندی‌های منحصربه‌فرد الکترون/اتم و راندمان بالای استفاده از اتم ناشی می‌شود، به عنوان یک تمرکز قابل توجه ظاهر شده است. ادغام SAC در CCM-MEA این پتانسیل را دارد که یک فناوری پیشرفته برای الکترولیز آب باشد. با این حال، به دلیل ناپایداری اجزا (SACs، غشاها، آینومرها، ساپورت ها) و تخریب در طول ساخت SACs-CCM-MEA و عملکرد سلول، هنوز در مراحل ابتدایی خود است. در اینجا، ما یک روش ساخت MEA را بیان می کنیم و تجزیه و تحلیل جامعی از SACهای قابل اجرا برای MEA ارائه می دهیم. سپس در مورد مزایای SACs-CCM-MEA و چالش های تولید هیدروژن صنعتی بحث می کنیم. در نهایت، این بررسی با چشم انداز آینده برای توسعه غشاهای پوشش داده شده کاتالیست تک اتمی و دستاوردهای مورد انتظار به پایان می رسد.