调整Pt(111) 的活性,以通过地下合金来进行氧气电还原
Ifan E L Stephens1, Alexander S Bondarenko, Francisco J Perez-Alonso
1Center for Individual Nanoparticle Functionality, Department of Physics, Building 312, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark.
Journal of the American Chemical Society
|March 23, 2011
概括
研究人员通过将铜融入表面,提高了低温燃料电池的电催化剂效率. 这种接近表面的合金显著提高了氧气减少活性,为更好的燃料电池技术铺平了道路.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 低温燃料电池需要高效的 (Pt) 电催化剂,用于在阴极的氧降解反应 (ORR).
- 提高Pt催化剂效率对于推进燃料电池技术至关重要.
研究的目的:
- 为了研究地下溶解金属对Pt电催化剂反应性的影响.
- 为了优化Pt(111) 催化剂,增强氧降解活性.
主要方法:
- 使用Cu/Pt(111) 接近表面的合金模型系统.
- 采用了电化学测量,超高真空实验和密度函数理论 (DFT).
- 在现场监测基 (OH) 结合能 (ΔE(OH)) 的变化,表面铜覆盖面不同.
主要成果:
- 将少量铜纳入Pt{111}中,使氧降解活性提高了8倍.
- 最佳催化剂的 ΔE(OH) 值大约比纯Pt.弱0.1 eV.
- 结果验证了关于催化剂优化的先前理论预测.
结论:
- 地下溶解金属,特别是铜,可以显著增强Pt电催化剂的ORR活性.
- 通过地下合金调节OH结合能量是设计高效燃料电池催化剂的可行策略.
- 这项研究为开发更有效的低温燃料电池提供了途径.
