作为氧气还原反应的高效和抗中毒电催化剂的线金属气凝
Hui Fu1, Honggang Huang1, Yao Chen1
1Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids, Ministry of Education, School of Chemical and Material Engineering, International Joint Research Laboratory for Nano Energy Composites, Jiangnan University, Wuxi, 214122, China.
ChemSusChem
|September 4, 2023
概括
在Pd@PdBiCo金属气凝中的晶格应变工程增强了抗毒氧减氧反应 (ORR). 这些材料在甲醇和CO的存在下表现出卓越的性能和稳定性,这对于燃料电池至关重要.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 格子应变工程是通过调整电子和几何结构来优化催化剂性能的关键.
- 抗毒氧减氧反应 (ORR) 催化剂对于燃料电池应用至关重要,但仍然具有挑战性.
- 之前的研究很少对抗毒性ORR的格子菌株进行探索.
研究的目的:
- 设计和合成基于的金属气凝 (Pd@PdBiCo MAs) 用于抗毒ORR.
- 研究这些新材料在存在常见的燃料电池毒素,如甲醇和二氧化碳等的情况下的抗毒能力.
- 为了阐明结构-属性关系,管理增强的电化学性能.
主要方法:
- 使用"一两步"合成方法,制造Pd@PdBiCo准核心外金属气凝.
- 在含有甲醇和二氧化碳的电解质中,使用循环电压测量和时测量等技术评估了电化学性能.
- 材料的特征包括X射线光电子光谱 (XPS),CO剥离和扩散反射FTIR光谱来分析电子结构和表面相互作用.
主要成果:
- 与商业Pd/C (0.156 A mg) 和其他对照样本相比,Pd@PdBiCo MAs/C的ORR活性显著更高 (1.034 A mgPd-1).
- 该材料表现出异常的抗毒性,在甲醇和二氧化碳的存在下保持活性,并在8000个循环后呈现微不足道的衰变.
- 鉴定结果显示,Pd@PdBiCo MAs/C中的拉伸应变和元素间相互作用优化电子结构,促进O2激活和抑制毒性物种吸附.
结论:
- 网格压力Pd@PdBiCo MAs是一种高效的抗毒ORR电催化剂.
- 性能提升归因于优化电子结构和抑制中毒效应.
- 这项工作为设计用于燃料电池应用及其他领域的先进金属气凝提供了新的策略.
