碳缺陷驱动的Pt原子集群的无电沉积,以实现高效的进化
Qingqing Cheng1,2,3, Chuangang Hu2,4, Guoliang Wang1
1Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China.
Journal of the American Chemical Society
|February 25, 2020
概括
我们开发了一种在有缺陷的石墨烯上制造稳定的原子集群的新方法. 这种方法增强了演化反应的电催化活性,减少了的使用.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 纳米技术
背景情况:
- 原子集群 (Pt-ACs) 由于其高表面积和独特的电子特性,提供了卓越的电催化性能.
- 在合成和稳定Pt-AC存在挑战,因为它们的小尺寸和趋向于聚合.
研究的目的:
- 开发一种生产超小,定义精确,稳定的Pt-ACs的新方法.
- 研究碳缺陷在Pt-ACs的合成和稳定中的作用.
- 评估合成的Pt-ACs用于演化反应 (HER) 的电催化性能.
主要方法:
- 采用了一步碳缺陷驱动的无电沉积方法.
- 使用理论模拟来了解缺陷部位的Pt离子的偏好降低.
- 进行了电化学分析以评估催化活性和稳定性.
- 使用合成的催化剂进行了质子交换膜水电解.
主要成果:
- 通过有缺陷的石墨烯 (Pt-AC/DG) 支持的超小,明确且稳定的Pt-ACs成功合成.
- 理论模拟证实,碳缺陷具有较低的工作功能,驱动偏好的Pt离子减少和稳定.
- 与商业Pt/C相比,Pt-AC/DG表现出增强的质量活性,高的Pt利用效率和优异的HER稳定性.
- 使用Pt-AC/DG作为阴极的质子交换膜水电解显示出优异的生成活性和稳定性在减少Pt负荷的情况下超过200小时.
结论:
- 碳缺陷驱动的无电沉积方法对合成稳定和高度活性的Pt-AC有效.
- 缺陷的石墨烯作为一个优秀的支持固定Pt-ACs,防止聚合.
- 通过水电解,Pt-AC/DG催化剂对高效和成本效益的生产具有显著的前景.
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