เร็ว ๆ นี้ทีมวิจัยไฮโดรเจนสีเขียวและระบบเก็บพลังงานประสิทธิภาพสูงของสถาบันวิจัยขั้นสูงเซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "สถาบันวิจัยขั้นสูงเซี่ยงไฮ้") ได้ทำลายสถิติสำคัญในการศึกษาเมมเบรนอิเล็กโทรดที่ใช้อิริเดียมในปริมาณต่ำ มอบมุมมองใหม่สำหรับการใช้อิริเดียมในปริมาณต่ำใน PEMWE
ทีมได้เสนอแนวคิดการออกแบบโครงสร้างหลายระดับของ "อาร์เรย์กรวย + ชั้นพลาตินัมบางมาก + ดอกไม้นาโนพลาตินัม" สร้างเมมเบรนอิเล็กโทรดอย่างแม่นยำผ่านกระบวนการสามขั้นตอน: การพิมพ์แบบนาโน, การปะทะไอออน, และการเจริญเติบโตในสถานที่ วิธีการนี้แก้ไขสองความท้าทายหลักของเมมเบรนอิเล็กโทรดแบบดั้งเดิม (MEAs) ได้แก่ การนำไฟฟ้าและการถ่ายโอนมวลที่จำกัด ในนั้น ชั้นพลาตินัมบางมากมีหน้าที่สองประการ: ประการหนึ่งเพิ่มการนำไฟฟ้าภายในระนาบเป็น 12.3 เท่า และประการที่สองทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของการเจริญเติบโตของดอกไม้นาโนพลาตินัม ทำให้สามารถปรับปรุงโครงสร้างและสมรรถนะได้อย่างประสานกัน
ข้อมูลทดลองแสดงว่าเมมเบรนอิเล็กโทรดที่มีโครงสร้างหลายระดับนี้สามารถทำงานได้ด้วยประสิทธิภาพสูงภายใต้การโหลดอิริเดียมในปริมาณต่ำมาก (0.096 มิลลิกรัม/ซม²) ประหยัดอิริเดียมได้มากกว่า 95% เมื่อเทียบกับ MEAs แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 2.0 A/ซม² แรงดันเซลล์อยู่ที่เพียง 1.758 V ซึ่งเหนือกว่า 1.797 V ของ MEAs แบบดั้งเดิมที่มีการโหลดอิริเดียมสูง (2 มิลลิกรัม/ซม²)
ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Advanced Functional Materials ภายใต้ชื่อ "Engineering a Hierarchical Pt/IrO2 Architecture with Tunable Hydrophilicity and High Conductivity for Ultralow-Ir-Loading PEM Water Electrolysis" ผู้เขียนคนแรกของบทความคือดร. ดอง สู่ ซึ่งได้รับการฝึกฝนร่วมกันโดยมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เทคและสถาบันวิจัยขั้นสูงเซี่ยงไฮ้ โดยรองศาสตราจารย์หวัง กั๋วเหลียงและศาสตราจารย์หยาง ฮุย เป็นผู้เขียนร่วม งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงการต่าง ๆ เช่น โปรแกรมวิจัยและพัฒนาแห่งชาติ กองทุนวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติจีน โปรแกรมวิจัยเชิงกลยุทธ์ของสถาบันวิทยาศาสตร์จีน และสมาคมส่งเสริมนวัตกรรมเยาวชนของสถาบันวิทยาศาสตร์จีน
