基于超薄的RhPt纳米线实现了显著的活性和耐久性
Hongwen Huang1, Kan Li1, Zhao Chen1
1Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Key Laboratory of Strongly-Coupled Quantum Matter Physics of Chinese Academy of Sciences, Department of Chemical Physics, University of Science and Technology of China , Hefei, Anhui 230026, PR China.
Journal of the American Chemical Society
|May 26, 2017
概括
我们开发了新型Rh-doped (Pt) 纳米线作为氧降解反应 (ORR) 的高活性和耐用电催化剂. 这些催化剂的性能远远超过商业选择,为先进的燃料电池应用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 纳米技术
背景情况:
- 开发高效的氧降解反应电催化剂对于燃料电池技术至关重要.
- 基于的催化剂是有效的,但原子利用率低,耐久性差.
研究的目的:
- 设计一种具有增强质量活性和耐用性的新型电催化剂.
- 研究影响催化剂性能的结构和电子特性.
主要方法:
- 合成低于2纳米厚的Rh-doped Pt纳米线.
- 电化学测试包括质量活动和耐久性评估.
- 使用扩展X射线吸收细结构 (EXAFS) 分析进行表征.
- 使用密度函数理论 (DFT) 的理论计算.
主要成果:
- 与商业Pt/C相比,Rh-doped的Pt纳米线具有7.8倍的质量活性和5.4倍的特异活性.
- 催化剂表现出了显著的耐用性,在10000次循环后,质量活动仅下降了9.2%,而Pt/C则下降了72.3%.
- EXAFS 和 DFT 显示,Rh-doped Pt 中的压缩应变和配体效应优化了基吸附,增强了活性.
结论:
- 厚度低于2纳米的Rh-doped Pt纳米线是一种优质的ORR电催化剂.
- 增强的性能归因于提高了Pt原子利用率,优化了电子结构,增加了空隙形成能量.
- 这种催化剂设计为下一代燃料电池提供了有前途的途径.
