邻近的原子站点激活了-纳米集群作为高性能ORR/OER/HER电催化剂
Wenxia Chen1, Xingwang Zhu2, Wei Wei1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan D&A Engineering Center of Advanced Battery Materials, Shangqiu Normal University, Shangqiu, Henan, 476000, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 25, 2023
概括
研究人员在化碳纳米管中开发了新的-纳米集群,以实现高效的电催化. 这一进步促进了清洁能源技术,如水分裂和Zn-空气电池.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发高效的电催化剂对于可再生能源技术至关重要.
- -纳米集群具有潜力,但需要结构优化.
- 添加碳材料可以增强催化活性.
研究的目的:
- 为了合理设计和合成-纳米集群封装在N-化碳纳米管 (PtSA-PtCo NCs/N-CNTs) 中的新型纳米集群.
- 研究邻近原子位点在调节 PtCo 纳米集群电子结构中的作用.
- 评估用于能源转换应用的合成材料的电催化性能.
主要方法:
- 胺导向的化物伊米达金属有机框架 (ZIF-67) 的氧化解与兴奋剂.
- 合成含的空心碳纳米管,封装PtCo纳米集群.
- 电化学表征包括演变反应 (HER),氧演变反应 (OER) 和氧减少反应 (ORR) 的测量.
- 理论计算以了解反应机制.
主要成果:
- 优化的PtSA-PtCo NCs/N-CNTs-900显示出优异的 HER,OER 和 ORR 性能.
- 实现了10 mA cm-2的电流密度,HER (47 mV) 和OER (252 mV) 的超电潜低.
- 记录了0.86V (KOH中的ORR) 和0.89V (HClO4中的ORR) 的高半波电位.
- 在水分和可充电Zn-空气电池中的特殊性能.
结论:
- PtCo纳米集群的局部电子结构由邻近的原子位点 (PtSA) 有效调节.
- PtSA-PtCo NCs/N-CNTs材料表现出优异的多功能电催化活性.
- 这项工作为设计用于清洁能源应用的先进电催化剂提供了途径.
